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西安少陵原出土西周墓葬人群遗传结构分析

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引 言

实验一 复合PCR扩增人mtDNA HVR-Ⅰ方法初探

1 材料

2 方法

3结果

4讨论

实验二 西安少陵原出土西周墓葬人群亲缘关系分析

1 材料

2方法

3 结果

4 讨论

实验三 西安少陵原出土西周墓葬人群族属生物信息学分析

1 材料

2 方法

3 结果

4 讨论

小结

参考文献

附录

个人简历和研究成果

致谢

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摘要

现代基因组时代的发现,已经证明了基因数据在人类生理学,生物化学、疾病学、群体遗传动力学以及进化历史等科学研究的集中性。虽然,迄今为止为数众多的对基因组的研究仍然依赖于现存人类的数据,然而,从古DNA中获取的信息,在人类遗传变异与进化过程的深入研究中起到至关重要的作用。
　　mtDNA作为细胞核之外的唯一遗传物质,相对核基因组而言,其常常表现为高拷贝,重组机率较低,发生突变的概率较高,并且严格遵从母系遗传等特点,使其在普通的实验技术条件下具有较高的可修复性,为研究人类群体间亲缘关系以及群体内的遗传进化提供了一个理想的遗传标记,从而使人们能够跨越时间限制,构建和复原古代人群的遗传结构,对人群个体间及人类群体间的亲缘关系进行分析,并对其社会关系进行推测,为考古样本的鉴定从分子生物学角度提供了有力的证据,现已成为古DNA研究领域的热点。
　　本课题建立了一种特异性较好、准确性较高的PCR扩增方法,并设计引物,从西安少陵原出土的西周墓地28例墓葬个体的基因组DNA中,扩增古mtDNAHVR-Ⅰ基因序列,并基于该序列,运用系统发育分析软件,构建系统发育树,判断少陵原西周墓葬个体间亲缘关系的距离;同时,对该批样本的古mtDNAHVR-Ⅰ基因序列的突变位点,进行群体内、群体间比对分析,并应用Mitotool线粒体基因序列分析软件进行单倍群划分,对该批样本的族属关系进行生物信息学分析。
　　本课题的主要研究结果如下:
　　1.6对套叠引物结合复合扩增PCR方法,对5例现代人mtDNAHVR-Ⅰ基因序列扩增,获得了该区域的完整序列,扩增过程中降低了传统PCR方法中错配的机率,减少了DNA模板的浪费,不但使扩增效率得以提高,而且扩增所得产物的准确性也较高,尤其是对短片段,含量少的DNA扩增中,相对传统PCR方法,此法显示出了其更多的优势。
　　2.对西安少陵原出土西周墓葬31例个体的mtDNAHVR-Ⅰ基因序列进行复合扩增后,获得28例mtDNAHVR-Ⅰ基因序列,基于该区域基因序列构建的系统发育树较为明了地显示出该批样本的部分个体间基因差异较小,对于聚在同一类群中的个体而言尤为明显,说明在少陵原西周墓葬的部分个体间存在较近的遗传关系。
　　3.对西安少陵原出土西周墓葬28例个体的mtDNAHVR-Ⅰ基因序列进行的群体内突变位点比对结果显示出16223位点的突变频率显著高于其他基因位点,并且高达71.4％,更接近东亚人种特点;该批样本的mtDNAHVR-Ⅰ基因序列与我国不同地区汉族人群、部分少数民族人群、不同国家人群进行序列比对及单倍群划分的结果显示,在单倍型的归属上,比对结果未显示出明显的差异,所有群体均为L群,而突变位点的变异表现则更为明显。
　　综上所述,6对套叠引物结合复合扩增PCR方法对古mtDNAHVR-Ⅰ基因序列的扩增准确性较高,特异性好,相对传统PCR显示出更多优越性;基于mtDNAHVR-Ⅰ基因序列构建的系统发育树能够更为明了地显示出个体间基因序列的差异度,在对墓葬个体间是否存在亲缘关系的判定上,具有一定的参考意义;但对于该墓葬个体间亲缘关系的具体形式,以及进一步的族属关系划分尚需通过mtDNA全基因组测序的方法来进行,因此,还有待于我们更深入的研究和探讨。

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