高分辨Y-SNP-STR共检测在复杂家系搜索和父系溯源中的法医学探索研究
批准号:
82202078
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
20.0 万元
负责人:
王萌鸽
依托单位:
学科分类:
法医物证学及法医人类学
结题年份:
2024
批准年份:
2022
项目状态:
已结题
项目参与者:
王萌鸽
中文摘要
基于高分辨Y染色体遗传标记进行未知个体家系搜索是法医学研究前沿之一。然而,案发现场检材与参比父系有少数Y-STR不一致时,判断参比父系是否包含嫌疑人家系或重新定位家系搜索范围极具困难。为解决上述问题,本项目拟开展基于Y-SNP-STR共检测的探索性研究:①基于全基因组测序数据解析中国主要族群父系遗传结构,识别新系谱信息Y-SNP构建中国主要族群精细Y染色体谱系树,利用多重校正计算模型估算各节点分化时间并绘制中国主要族群Y染色体演化时间框架;②基于高密度芯片数据探索中国主要族群父系单倍群分布模式,识别不同群体的奠基者父系;③基于ISOGG、YFull及本项目识别的系谱信息位点甄选中国主要族群特异性Y-SNP,构建法医实践适用的“法医学谱系树”;④甄选适用于中国主要族群的中低突变和快突变Y-STR,构建高分辨Y-SNP-STR二代测序共检测体系,为法医家系搜索和父系生物地理祖源推断提供新技术。
英文摘要
The pedigree search of biological samples in the scene of a crime based on high-resolution typing technology for Y-chromosomal markers is one of the frontiers of scientific research for forensic genetics. The application of Y-STR to forensic pedigree search has achieved great success. However, when there is no Y-STR haplotype match between the crime scene sample and the reference paternal lineage samples, it is extremely difficult to determine whether the reference paternal lineages contain the suspect family or to relocate the geographic regions of pedigree search. To solve the problems above, we will carry out forensic exploratory research based on combined typing of high-resolution Y-SNP-STR: ①To analyze the paternal genetic structure of major Chinese ethnic groups and identify new lineage informative Y-SNPs based on whole-genome sequencing data, construct the Y-chromosomal phylogenetic tree of the major Chinese ethnic groups and apply a multi-corrected computational model to estimate the splitting times; ②To explore the population and geographic distribution specificity of paternal haplogroups of major Chinese ethnic groups based on high-density microarray data, and identify the paternal founding lineages of different populations; ③To select the specific Y-SNPs for major Chinese ethnic groups based on the lineage informative markers provided by ISOGG, YFull, and this project, and construct a “forensic phylogenetic tree” suitable for forensic practice; ④To use the diversity-driven and mutation-driven approaches to select slowly-mutating, moderately-mutating, and rapidly-mutating Y-STRs with highly polymorphic in major Chinese populations, and develop high-resolution Y-SNP-STR co-typing system based on next-generation sequencing platform to provide new technologies for forensic pedigree searches and paternal biogeographic ancestry inference.
人类Y染色体非重组区(NRY)的遗传变异在法医DNA分析中具有重要作用,尤其是在常染色体DNA分析无效的情况下。常用的NRY遗传标记包括Y-STR和Y-SNP,前者主要用于排除父系家系和区分多个男性贡献者,后者则常用于判定父系支系、识别可能的家系及开展父系溯源。然而,这些遗传标记皆有其局限性,如不同突变率Y-STR的单独使用降低其法医学应用效能,Y-SNP检测体系在群体区分度和支系分辨率上不全面;缺乏针对中国人群的高分辨检测体系和共祖时间估计方法。 .本项目基于全基因组测序数据重建中国主要族群精细父系遗传历史,构建高分辨Y染色体谱系树及演化时间框架;基于规模性高密度芯片数据探索中国主要族群的优势或奠基者父系支系及其分布模式;甄选中国主要族群特异性Y-SNP和高多态性Y-STR,构建“法医学谱系树”;构建Y-SNP和Y-STR共检测体系并验证其测序效能和法医学应用效能。.在本项目中,我们首先开发并验证了覆盖573个单倍群的SNPSeqTyperY639二代测序检测体系,对33个中国人群的1033名个体进行了分型,识别了256个末端单倍群。其次,我们发起了中国万人基因组多样性计划,报道了炎黄队列Y染色体基因组资源,并构建了中国父系基因组多样性数据库(CPGDD)。基于CPGDD中的Y基因组数据,甄选2999个Y-SNP,开发了YHSeqY3000检测体系。利用该体系对29个汉族群体的5000多名个体和57个少数民族群体的919名个体进行分型,探索了不同人群的父系多样性模式,并解析了古代生存模式转变与人口迁移对中国精细父系遗传结构的影响。此外,为探究青藏高原及周边藏缅语人群的父系遗传结构,报道了9,901名现代和古代个体的Y-SNP和Y-STR整合数据,识别了两个藏缅语相关的奠基者支系D-Z31591和O-CTS4658。这些支系在约5,000年前于青藏高原及藏彝走廊地区经历了显著扩张。 .总体而言,本项目基于CPGDD中的规模性Y染色体基因组数据解析了多个中国族群的精细父系遗传结构,并识别了数个群体特异性奠基者支系;首次构建了整合古基因组的包含时间框架的谱系树;开发并验证了SNPSeqTyperY639和YHSeqY3000体系,为中国人群复杂家系搜索和父系溯源提供了新工具;同时对Y-SNP和Y-STR共检测在法医学中的应用效能进行了评估。
国内基金
海外基金