检索结果-南通市图书馆

作者：张晓春苏州大学

学位级别：硕士

目的:本研究拟利用高分辨率熔解曲线（high-resolution melting,HRM）分析技术,通过分析致幻毒物的常用DNA条形码,并结合筛选的常见致幻蘑菇古巴光盖伞（Psilocybe cubensis）的核基因片段,建立一个快速、准确的致幻毒物种属鉴定方法,... 详细信息

目的:本研究拟利用高分辨率熔解曲线（high-resolution melting,HRM）分析技术,通过分析致幻毒物的常用DNA条形码,并结合筛选的常见致幻蘑菇古巴光盖伞（Psilocybe cubensis）的核基因片段,建立一个快速、准确的致幻毒物种属鉴定方法,并验证该方法对致幻毒物及其相关物种的鉴别效果,为致幻毒物及其相关物种的种属鉴定、来源地推测和涉毒案件分析提供理论依据和应用基础,为社会稳定和公共安全提供有力支撑。方法:（1）收集古巴光盖伞、鹅膏菌、斑褶伞、大麻和罂粟等致幻毒物及其相关物种64种,利用DNA条形码测序方法确认所有样本的物种身份信息。（2）通过ROTOR GENE Q实时荧光PCR仪,结合HRM分析软件Rotor Gene Q Series Software分析所有物种的内转录间隔区（internal transcribed spacer,ITS）序列及其亚区片段ITS1和ITS2序列,进行各物种的种属鉴定。（3）为提高该方法的鉴别能力和分辨率,筛选古巴光盖伞的核基因片段并设计引物:根据NCBI数据库下载的4个古巴光盖伞核基因（glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase,标记为 PC-3;psilocybin-related phosphotransferase gene,标记为 PC-PT;largest subunit of RNA polymerase Ⅱ,标记为 PC-R1;translation elongation factor 1α,标记为 PC-EF）的序列信息,使用Primer Premier 5.0软件设计基因片段PCR引物。（4）采用HRM方法计算7个目标遗传标记的-df/dT和Tm值并导出HRM图谱,对包括古巴光盖伞在内的64类物种进行分析,基于HRM图像和Tm值构建物种鉴定方法,并分析该鉴定方法对致幻毒物的鉴定效果。（5）验证该物种鉴定方法的准确性、重复性、灵敏度和同一性,分析64类物种的种属关系,并评估方法的混合物分析效能和多标记扩增效能。结果:（1）基于HRM技术,本研究建立了一种联合利用7个遗传标记鉴定致幻毒物的方法,该检测方法可以在3小时内,获取古巴光盖伞的多标记特异性HRM曲线及其 Tm 值（ITS:83.72±0.04℃、ITS1:80.98±0.04℃、ITS2:83.47±0.03℃、PC-R1:87.93±0.12℃、PC-PT:82.21±0.14℃、PC-3:79.72±0.12℃ 和 PC-EF:80.11±0.19℃）,从而快速鉴定常见致幻蘑菇古巴光盖伞。（2）除古巴光盖伞外,该方法还可有效区分含有神经致幻毒性或胃肠炎毒性成分的粪土生光盖伞、球基鹅膏菌、赭黄裸伞、大孢花褶伞和大麻等物种,为其余相关物种的快速鉴定提供参考数据。（3）该方法可以准确检测的最低DNA模板量为62.5 pg,在含有古巴光盖伞的微量样本和混合样本中均可有效鉴定出古巴光盖伞,并且可以联合多标记构建复合扩增体系。（4）本研究利用Sanger测序所获得57种菌菇样本的ITS序列信息,构建了 Neighbour-Joining（N-J）系统树以确认种属关系,结果显示,57种菌菇来自19科、35属。通过N-J系统树的种属分类结果,验证了 HRM种属鉴别方法结果的可靠性。结论:本研究联合ITS、ITS1和ITS2序列及其他4个筛选的DNA遗传标记,建立了一个基于HRM分析法进行致幻毒物种属鉴别的方法。根据HRM分析结果,该方法可以准确鉴别古巴光盖伞和其他相关致幻毒物,具有准确性高、灵敏度高、重复性好及抗干扰性强等优点。该研究为种属鉴定、医疗急救、毒品原植物分析和物种数据库的构建等司法鉴定和相关研究提供了有效的手段。

关键词：法医物证学高分辨率熔解曲线 DNA条形码内转录间隔区古巴光盖伞

基于焦磷酸测序技术利用线粒体12S rRNA基因进行种属鉴别的研究

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基于焦磷酸测序技术利用线粒体12S rRNA基因进行种属鉴别的研究

作者：胡真苏州大学

学位级别：硕士

目的本课题的研究目的是筛选37种物种线粒体(mtDNA)序列中的种属特异性位点,应用焦磷酸测序技术建立简便易行的大鼠,鹅,猪,黄牛,山羊,鸡,鸭,狗,小鼠,猫,鸽,人,马,兔,驴,甲鱼和鹿这17种常见动物的法医学种属鉴别体系并进行法医学应用研... 详细信息

目的本课题的研究目的是筛选37种物种线粒体(mtDNA)序列中的种属特异性位点,应用焦磷酸测序技术建立简便易行的大鼠,鹅,猪,黄牛,山羊,鸡,鸭,狗,小鼠,猫,鸽,人,马,兔,驴,甲鱼和鹿这17种常见动物的法医学种属鉴别体系并进行法医学应用研究。方法根据NCBI数据库查到的上述37个物种线粒体序列,利用Dna SP v5.10.1软件筛选DNA中核酸差异大的目标区域,分别命名为12S-1,12S-2,16S-1。针对3个目标区域,使用Primer Premier 5.0软件设计PCR扩增引物分别进行目标区域扩增。通过优化选择目标区域12S-2,使用PyroMarker Assay Design 2.0软件设计测序引物,利用PyroMarker Q96仪器进行大鼠,鹅,猪,黄牛,山羊,鸡,鸭,狗,小鼠,猫,鸽,人,马,兔,驴,甲鱼和鹿这17种PCR产物(片段大小约100 bp)测序,建立基于焦磷酸测序技术的种属鉴定反应体系,并抽取部分种属样本进行Sanger测序验证及灵敏度等法医学验证研究。结果(1)建立了基于焦磷酸测序技术检测12S rRNA基因进行种属鉴定体系。焦磷酸测序分析结果显示该方法仅需要12个碱基数就可以快速准确地区分。(2)本方法能够准确分型的最低DNA模板量为250pg;对煮熟肉类、陈旧血痕和未知种属来源的样本均能有效鉴别。结论本研究建立的基于焦磷酸测序技术分析12S rRNA基因的鉴别体系,可以成功鉴别大鼠,鹅,猪,黄牛,山羊,鸡,鸭,狗,小鼠,猫,鸽,人,马,兔,驴,甲鱼和鹿这17个物种。本方法具备良好的准确性和稳定性,灵敏度达到250pg,对特殊样本和未知来源的检材都可成功鉴别。本方法操作简单、快捷、成本低,能够满足法医学种属鉴定的要求。

关键词：法医遗传学线粒体DNA 12S rRNA 种属鉴别焦磷酸测序

基于STR基因座进行牛个体识别与亲缘关系鉴定试剂盒的研制与应用

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基于STR基因座进行牛个体识别与亲缘关系鉴定试剂盒的研制与应用

作者：熊磊内蒙古医科大学

学位级别：硕士

目的:DNA分析技术已广泛应用于涉及牛的司法鉴定案件。本研究通过构建包含13个牛STR基因座的荧光复合扩增体系,并对构建的扩增体系进行法医学验证,进一步开展牛群体遗传学调查,以评估所构建的牛STR基因座复合扩增体系能否满足司法鉴定... 详细信息

目的:DNA分析技术已广泛应用于涉及牛的司法鉴定案件。本研究通过构建包含13个牛STR基因座的荧光复合扩增体系,并对构建的扩增体系进行法医学验证,进一步开展牛群体遗传学调查,以评估所构建的牛STR基因座复合扩增体系能否满足司法鉴定中牛的物种鉴定、个体识别和亲缘关系鉴定的需要。方法:以公开发表的文献报道和国际动物遗传学会(The International Society for Animal Genetics,ISAG)推荐的用于动物遗传多样性研究的STR基因座为数据库,筛选适合的STR基因座。为所选的STR基因座设计引物,建立STR基因座荧光复合扩增检测体系。根据DNA分析方法科学工作组(Scientific Working Group for DNA Analysis Methods,SWGDAM)的要求,对构建的荧光复合扩增体系进行灵敏度、种属特异性、同一性与重复性、抗干扰能力、精确性等法医学相关检验。结果:1.本研究筛选并成功构建了包含13个牛STR基因座(TGLA126、BT66、BT165、ETH10、CSSM0113、INRA005、BT54、BT61、INRA023、BM2113、G18833、UMN0929、INRA063)的荧光复合扩增体系。2.灵敏度研究:DNA模板量为2ng、1ng、500pg、250pg、125pg时,该扩增体系的等位基因检出率为100%。模板量分别为62.5pg、31.25pg时,该扩增体系的等位基因检出率分别为64%和27.3%3.种属特异性研究:猪、羊、狗、驴、猫、兔、鸡、鸭、猴、大鼠、蛇等11种常见物种的DNA样本,及3种人类DNA样本标准品(9947A、9948、2800M)污染的样本不会干扰牛基因组DNA的正确分型。4.同一性与重复性研究:对采集自同一头牛不同部位的样品进行检测,STR基因座分型一致。同一样本在不同的实验室,由不同的实验人员操作的前提下,DNA分型一致;5.抗干扰能力研究:研究中设置的5中常见PCR抑制剂分别为血红素、腐殖酸、尿素、靛蓝、黑色素。当血红素浓度高于200μM、腐殖酸浓度高于100 ng/μL、尿素浓度高于24000 ng/μL、靛蓝浓度高于5000 ng/μL、黑色素浓度高于400 ng/μL时,才会干扰样本DNA的正确分型。6.精确性研究:大部分等位基因片段长度偏移小于0.2 bp,随着产物片段长度的增加,迁移率有增加的趋势,但仍在3130XL基因分析仪0.5 bp的分辨率范围内。7.群体遗传学研究:13个STR基因座累计个体识别率为0.999 999 999 97;累计非父排除率为0.999 926 668 46。结论:本研究筛选并创新性地构建了包含13个STR基因座的荧光复合扩增体系,该复合扩增体系经法医学验证显示,灵敏度、种属特异性、抗干扰能力、精确性等均优于已有的检测体系,能适用于多种类型的案件检材,可用于牛的种属鉴定、个体识别和亲缘关系鉴定,可为涉及牛的肉类掺假、偷窃家牛等司法案件提供可靠的技术手段。

关键词：牛短串联重复序列复合扩增法医遗传学

基于LC-MS/MS技术研究全血和血斑蛋白组学差异及其法医学应用探索

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基于LC-MS/MS技术研究全血和血斑蛋白组学差异及其法医学应用探索

作者：黄傲苏州大学

学位级别：硕士

[目的]1.探究形成干燥血斑前后蛋白组学的变化;2.讨论不同储存时间内干燥血斑蛋白质的稳定性;3.验证外周血特异性、年龄相关生物标志物在全血和血斑中的稳定性。[方法]1.根据实验目的选择具有高分辨率、高性能和高稳定性的液相色谱串联... 详细信息

[目的]1.探究形成干燥血斑前后蛋白组学的变化;2.讨论不同储存时间内干燥血斑蛋白质的稳定性;3.验证外周血特异性、年龄相关生物标志物在全血和血斑中的稳定性。[方法]1.根据实验目的选择具有高分辨率、高性能和高稳定性的液相色谱串联质谱技术(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)和非标记定量(label-free quantitative,LFQ)方法。2.经胰蛋白酶处理全血、血斑、血浆和血细胞组织裂解所得的蛋白质样本后进行质谱蛋白组学检测,得到质谱检测的原始文件后,基于样本特异性数据库配对结果进行肽段和蛋白水平的质控分析,然后根据定量结果经R软件limma包对全血和血斑蛋白组学进行组间差异性分析,再对差异蛋白质进行生物学功能、信号通路和亚细胞定位分析,从而探讨蛋白质丰度变化下的潜在机制。3.干燥血斑室温放置0天、10天、20天、1个月、2个月、3个月和6个月后超低温保存。经质谱检测后,对不同放置时间梯度间检测的蛋白质数量和丰度的差异进行统计学分析。4.通过文献检索,分别比较文献报道的12个外周血特异性和13个年龄相关生物标志物在血液和血斑中的稳定性。[结果]1.本研究使用质谱技术从外周血中检测到的肽段总数为7348个,其中特异性肽段7006个,检测蛋白质总数为758个。在错误率不低于1%、蛋白质至少含有一个特异性肽段、以及在至少两组生物学重复中被检测到的条件下,全血、血斑、血浆和血细胞中分别鉴定出623、596、258和485个蛋白质。2.全血和血斑中有572个表达的蛋白质重叠,其皮尔逊相关系数为0.9926,将表达差异倍数设置为1.5倍且校正P值小于0.05为差异蛋白质筛选标准时,有15个蛋白质其丰度在两组间有统计学差异,其中7个在血斑中上调,8个在血斑中下调。3.对储存6个月及以内血斑蛋白组学定性定量结果间的比较表明,血斑蛋白组学较为稳定,不同储存时间组间的皮尔逊相关系数均大于0.99。除了 FKBP1A外,其他蛋白质其丰度随着存储时间均无显著统计学差异。4.外周血特异性和年龄相关生物标志物在基于LC-MS/MS的全血和血斑蛋白质组中的检出率为66.7%和23.1%,可成功检出的标志物其蛋白丰度在全血和血斑中不存在显著差异。[结论]1.经质谱检测血液蛋白组学的方法灵敏度高,在蛋白组学定性定量可重复性好、一致性高,全血与血斑蛋白质丰度具有强相关性,血浆与全血、血斑和血细胞中蛋白组学差异较大。2.在外周血形成干燥血斑时,大部分蛋白质丰度均无显著性改变,其蛋白质丰度的显著性改变可能与细胞内源性蛋白质和结构蛋白的变化相关。3.室温下保存6个月及以内的干燥血斑蛋白组学统计学差异不显著,其质量基本上可满足下游实验以及法医学鉴定的要求。4.外周血特异性生物标志物在全血和血斑中检出率高,蛋白质表达水平稳定,适用于外周血与其他体液的法医学鉴定。年龄相关生物标志物检出率较低,在法医学年龄推断中,建议将其作为一种补充检测方法。

关键词：蛋白组学全血血斑液相色谱串联质谱技术非标记定量技术

非CODIS STR基因座复合扩增体系的构建及法医学应用研究

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非CODIS STR基因座复合扩增体系的构建及法医学应用研究

作者：谭睿苏州大学

学位级别：硕士

[目的]1.筛选非CODIS系统补充STR基因座,构建多重荧光复合扩增体系。2.对所构建体系进行法医学应用系统效能验证并调查其遗传学参数,评估该体系在法医学研究和司法鉴定实践中的应用价值。[方法]1.基因座的筛选:通过检索相关数据库和文献... 详细信息

[目的]1.筛选非CODIS系统补充STR基因座,构建多重荧光复合扩增体系。2.对所构建体系进行法医学应用系统效能验证并调查其遗传学参数,评估该体系在法医学研究和司法鉴定实践中的应用价值。[方法]1.基因座的筛选:通过检索相关数据库和文献,筛选在中国汉族人群中具有良好多态性的非CODIS STR基因座。使用Primer Premier5.0软件和NCBI数据库中的Primer-BLAST工具进行引物设计,将设计好的引物进行单点扩增和琼脂糖凝胶电泳,以验证单个STR基因座引物的扩增效能。***荧光复合扩增体系的构建:将筛选出的基因座根据扩增片段大小分为四组,在每组各个基因座的前引物5'端分别用荧光染料(FAM、HEX、TAMRA和ROX)进行标记。并调整各基因座的引物浓度、Taq酶浓度、退火温度、扩增循环次数、终延伸时间等反应条件对复合扩增体系进行优化。应用ABI3500XL遗传分析仪检测扩增产物,对各基因座进行Sanger测序后按照国际法医遗传学会(International society of forensic genetics,ISFG)的命名规则对其进行命名,制备等位基因分型标准品,最后根据GeneMapper ID-X(美国Thermo Fisher公司)软件的使用要求编写和导入Panel和Bin文件并分析检测结果。***荧光复合扩增体系的性能验证:依照ISFG和DNA分析方法科学工作组(Scientific Working Group on DNA Analysis Methods,SWGDAM)的验证指南,对构建的STR复合扩增体系的灵敏度、种属特异性、精确性、均衡性等指标进行法医学评估,并利用该体系调查中国汉族人群216例健康无关个体的遗传学数据,以评估该系统在法医学个体识别和亲权鉴定中的应用价值。[结果]1.本研究筛选出符合法医学应用的23个非CODIS STR基因座、1个CODIS系统核心基因座及1个性别鉴定基因座,成功构建出包含25个STR基因座的荧光复合扩增检测体系。该体系所有基因座均获得了完整且清晰的基因分型结果,无干扰分型的非特异性扩增产物,能够实现准确分型。2.本研究对该体系进行的法医学验证结果显示,在DNA模板量低至0.125ng时,25个基因座仍可获得完整分型;所检测的狗、鸡、驴、猫、牛、蛇、兔、小鼠、鸭、羊和猪等11种非人源基因组DNA中,均未出现干扰分型结果的特异性产物峰;在不同浓度的PCR抑制剂影响下仍能获得较好的分型结果;在男女混合样本比例大于1:3时主、次要成分均能获得完整分型;该体系的等位基因偏移不超过0.50bp,在3500XL遗传分析仪可识别范围内。3.本研究对该体系进行的群体遗传学调查结果显示,24个常染色体STR基因座在216份无关个体样本中共观察到241个等位基因,等位基因频率范围为0.0045～0.4773;经Bonferroni校正后,该24个常染色体STR基因座均符合Hardy-weinberg平衡(p>0.05/24);杂合度范围为0.6455～0.9545;多态信息含量范围为0.6230～0.9010,个体识别概率范围为0.8299～0.9752,累计个体识别概率大于1-1.24×1-10-27,累计非父排除概率大于1-5.72× 1-10-12。[结论]本研究成功构建了包含24个常染色体STR基因座和1个性别鉴定基因座Amologenin在内的STR荧光复合扩增体系,其中23个为非CODIS STR基因座,并包含4个miniSTR基因座。该体系分型结果准确可靠,灵敏度达0.125ng,具有人类种属特异性,抗抑制能力强。该体系为法医学研究提供了新的遗传标记和检测手段,对常规CODIS STR试剂盒不能解决的疑难亲权鉴定案件能够补充更多的遗传信息,提高系统效能,为DNA司法鉴定领域提供了新的技术储备。

关键词：法医物证学 STR 非CODIS系统复合扩增毛细管电泳

163个微单倍型基因座二代测序体系的构建及法医学应用研究

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163个微单倍型基因座二代测序体系的构建及法医学应用研究

作者：杨琪苏州大学

学位级别：硕士

[目的]建立基于二代测序技术（next generation sequencing,NGS）的微单倍型（microhaplotype,MH）复合扩增体系,探讨其在法医学实践,尤其是在混合物分析以及族源推断中的应用价值,为法医物证DNA检测分析提供新的有效工具。[方法]1.基于... 详细信息

[目的]建立基于二代测序技术（next generation sequencing,NGS）的微单倍型（microhaplotype,MH）复合扩增体系,探讨其在法医学实践,尤其是在混合物分析以及族源推断中的应用价值,为法医物证DNA检测分析提供新的有效工具。[方法]1.基于ALFRED数据库以及千人基因组计划数据库筛选覆盖人类22对常染色体的微单倍型基因座,建立基于二代测序平台的复合扩增体系。对构建的微单倍型复合扩增体系进行法医学验证,包括准确性、重复性和灵敏度等。2.对华东汉族92名无关个体的血液样本进行基因组DNA提取,在Illumina MiSeq FGx?平台对其进行微单倍型体系的二代测序分析。统计分析微单倍型基因座在92名无关个体的法医学参数,评估微单倍型基因座在该群体个人识别和亲权鉴定中的法医学应用价值。3.制备不同混合个体数和不同混合比例的DNA混合物,应用该体系进行测序分析,评价微单倍型体系对不平衡混合物的检测性能,并将结果与STR基因座的测序结果进行比较。4.基于华东汉族群体和千人基因组计划中26个参考群体的微单倍型信息,计算微单倍型基因座的信息度（informativeness,In）,利用主成分分析（principalcomponent analysis,PCA）、STRUCTURE分析、遗传分化指数（F-statistics,Fst）分析和构建系统发育树评估所选微单倍型基因座在族源推断上的系统效能。[结果]1.本研究构建了覆盖22条常染色体、包含163个微单倍型基因座的二代测序复合扩增体系,该体系经Sanger测序验证分型准确,在DNA投入量低至0.03125 ng时仍可获得完整分型,具有灵敏度高和重复性好等特点。经二代测序检测得到了 92例华东汉族样本以及20例不同混合个体数、不同混合比的混合物样本测序数据。微单倍型测序数据质量较高,平均等位基因覆盖度（depth of coverage,DoC）均在30 ×以上。2.163个微单倍型基因座的平均有效等位基因数（effective number of alleles,Ae）为2.5276,在92例华东汉族样本共检测出610种微单倍型等位基因。在163个微单倍型基因座中,48个微单倍型基因座在中国华东汉族人群中的Ae≥3.0,以此计算的累积个人识别能力（cumulative probability of discrimination,CPD）为 1-8.26×10-44,二联体和三联体的累积非父排除概率（cumulative probability of exclusion in duo and trios,CPED和CPET）分别为1-1.26×10-8和1-8.27×10-16,且模拟父子对检验似然率显示与无关个体对不重叠。***-STR在检测高度不平衡的DNA混合物时,往往出现次要贡献者部分或全部的等位基因丢失,而利用微单倍型检测时,在9:1 比例的两人混合物和7:2:1比例的三人混合物中均可检测到最小贡献者完整的等位基因分型。对于四人和五人的混合物,STR基因座与微单倍型基因座均存在不同样本等位基因重叠的现象。4.对华东汉族群体和千人基因组计划中26个群体的生物信息学分析结果显示,本研究包含的163个微单倍型基因座的In值均在0.185以上,体系中的微单倍型基因座在全球不同群体中呈现出显著差异,通过PCA、STRUCTURE分析以及系统发育树构建,可将非洲、欧洲、南亚和东亚地区的群体进行区分。[结论]本研究构建了包含163个微单倍型基因座的复合检测体系,经验证,该体系准确性、重复性和灵敏度较好,检测所得测序数据质量较高。该检测体系可用于个人识别、亲权鉴定以及族源推断,并可在DNA混合物的检测分析中发挥较大优势,为法医学研究及实践工作提供新的思路和检测手段。

关键词：法医物证学微单倍型二代测序混合物分析族源推断

利用SNPlex平台对X染色体上SNP位点的分型

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利用SNPlex平台对X染色体上SNP位点的分型

作者：畅晶晶复旦大学

学位级别：硕士

目的:利用SNPlex平台分型检测X染色体上的48个SNP位点,通过遗传多态性的研究,评价其法医学应用价值,为特殊类型的案件如祖母与孙女的亲缘关系鉴定、同父异母姐妹关系鉴定等提供鉴定思路和解决方法。方法:从公共信息库初步筛选得到167个X... 详细信息

目的:利用SNPlex平台分型检测X染色体上的48个SNP位点,通过遗传多态性的研究,评价其法医学应用价值,为特殊类型的案件如祖母与孙女的亲缘关系鉴定、同父异母姐妹关系鉴定等提供鉴定思路和解决方法。方法:从公共信息库初步筛选得到167个X-SNP位点,再优选形成48个X-SNP位点组合,运用优化后的SNPlex技术对272份DNA样本进行分型检测,并考察方法的灵敏度;通过遗传多态性分析,评判48个X-SNP位点的法医学应用价值;用测序方法验证SNPlex分型结果的准确性。结果:通过对中国华东地区汉族272份血样进行DNA多态性研究,得到48个X-SNP位点的等位基因频率及遗传多态性参数,并通过测序的方式对分型结果进行了验证,测序结果与分型结果吻合率达99.17%。对杂合度、多态信息含量、个体识别能力以及非父排除率等遗传多态性参数的统计分析表明,本课题选择的48个X-SNP位点除rs6527549外,均具有高信息量。结论:筛选得到的X-SNP位点具有法医生物学应用价值;48个X-SNP位点的SNPlex检测方法成功率高、特异性好、准确性高、仪器兼容性好、中等位点通量和高样本通量,符合法医生物学检测需要。

关键词：法医生物学单核苷酸多态性(SNP) 遗传多态性 SNPlex

联合常染色体InDel、线粒体基因组全序列与Y染色体SNP探究中国3个民族的法医遗传学特征

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联合常染色体InDel、线粒体基因组全序列与Y染色体SNP探究中国3个...

作者：杨光远内蒙古医科大学

学位级别：硕士

目的:选择在我国西部地区具有代表性的西藏藏族、内蒙古蒙古族和新疆维吾尔族,应用Sifa In Del 45plex体系对3个人群的插入/缺失(Insertion/Deletion,In Del)遗传多态性进行调查,为该体系在3个人群中的司法鉴定和法医遗传学研究提供群... 详细信息

目的:选择在我国西部地区具有代表性的西藏藏族、内蒙古蒙古族和新疆维吾尔族,应用Sifa In Del 45plex体系对3个人群的插入/缺失(Insertion/Deletion,In Del)遗传多态性进行调查,为该体系在3个人群中的司法鉴定和法医遗传学研究提供群体遗传学数据。随后,联合常染色体In Del(Autosomal In Del,A-In Del)多态性分子遗传标记、线粒体基因组全序列(Mitochondrial DNA,mt DNA)与Y染色体单核苷酸多态性(Y-chromosome SNP,Y-SNP)3种遗传标记从常染色体及母系、父系的角度出发,全方位探究3个人群的遗传结构与特征。方法:1、收集3个人群共690名健康无关个体血液样本,分别为西藏藏族239份,内蒙古蒙古族198份,新疆维吾尔族253份。采用QIAamp DNA Blood Mini试剂盒提取血液样本DNA。2、利用Sifa In Del 45plex体系对3个人群共690例样本进行45个In Del位点复合扩增,使用3130xl基因分析仪对PCR产物进行毛细管电泳,Gene Mapper ID v3.2.1软件进行基因分型。3、基于Illumina二代测序平台对3个人群共589例样本进行线粒体全基因组测序,将获得的FASTQ数据导入haplogrep与mthap网站、mtphyl软件划分单倍群。4、基于Illumina二代测序平台对3个人群共300例样本381个Y-SNP测序,根据381个Y-SNP分型参照ISOGG进化树网站手动划分单倍群。5、运用Microsoft Excel、Arlequin v3.5.2、SPSS25.0等软件,统计分析In Del的法医遗传学参数。基于A-In Del等位基因频率、mt DNA单倍群和Y-SNP单倍群数据分别与已经发表的部分洲际人群遗传学数据进行对比整合,运用Arlequin v3.5.2、SPSS25.0、MEGA 11软件探究人群遗传结构特征。结果:1、首次获得3个人群45个In Del位点分型数据。经Bonferroni校正后,27个A-In Del位点与16个X-In Del位点均符合Hardy-Weinberg平衡。所有位点间均不存在连锁不平衡现象。Sifa In Del 45plex体系在所研究人群中,27个A-In Del位点缺失等位基因频率为0.1858(rs2307963)～0.6820(rs3583316、rs66481141),16个X-In Del位点缺失等位基因频率为0.1321(rs36208458)～0.9244(rs200177947);27个A-In Del位点多态信息含量为0.2568(rs2307963)～0.3750(rs112052995、rs35248926、rs3837647、rs1160953、rs2067373、rs2307805),16个X-In Del位点多态性信息含量为0.1301(rs200177947)～0.3749(rs199686249)。27个A-In Del位点在西藏藏族、内蒙古蒙古族和新疆维吾尔族的累积个体识别率(cumulative discrimination power,CDP)分别为0.999999999974567、0.999999999986552和0.999999999988048,三联体累积非父排除概率(combined power of exclusion of trios testing,CPE)分别为0.997641371、0.997986006和0.998004996。16个X-In Del位点在西藏藏族、内蒙古蒙古族和新疆维吾尔族女性群体中CDP分别为0.999998454、0.999998389、0.999998370,在男性群体中CDP分别为0.999850112、0.999856063、0.999846599。2、27个A-In Del位点缺失等位基因频率热图显示Sifa In Del 45plex体系在不同洲际人群中存在等位基因频率差异。通过计算遗传距离F值、构建系统发育树(Phylogenetic tree)和多维尺度分析(multidimensional scaling,MDS)发现,西藏藏族、内蒙古蒙古族和新疆维吾尔族聚在一起,并同东亚人群具有较近的遗传关系。3、获得3个民族mt DNA单倍群数据。在西藏藏族中M’单倍群占比最大,为31%,N*单倍群与X单倍群占比最小,均为1%。在内蒙古蒙古族中D单倍群与R单倍群占比最大,均为23.26%,Y单倍群占比最小,为0.39%。新疆维吾尔族中R单倍群占比最大,为48%,W单倍群、N*单倍群占比最小,均为1%。根据3个研究人群与参考人群单倍群频率数据构

关键词：法医遗传学插入/缺失线粒体DNA Y染色体单核苷酸多态性遗传多态性遗传结构

IBS法和LR法在全同胞关系鉴定中的应用研究

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IBS法和LR法在全同胞关系鉴定中的应用研究

作者：孔倩倩内蒙古医科大学

学位级别：硕士

目的:为了评估状态一致性(identity by state,IBS)法和似然率(likelihood ratio,LR)法在全同胞关系鉴定中的应用价值,基于符合二项分布的IBS评分概率和模拟数据的IBS评分频率分布计算了包含不同数量短串联重复序列(short tandem repeats... 详细信息

目的:为了评估状态一致性(identity by state,IBS)法和似然率(likelihood ratio,LR)法在全同胞关系鉴定中的应用价值,基于符合二项分布的IBS评分概率和模拟数据的IBS评分频率分布计算了包含不同数量短串联重复序列(short tandem repeats,STRs)(19～55)在4种错判率下的IBS评分临界值;基于模拟数据的累积全同胞指数(cumulative full sibling index,CFSI)及logCFSI频率分布计算了包含不同数量STRs(19～55)在4种临界值下的鉴定效能。方法:经理论推算,包含n个独立STRs的多重分型系统,全同胞与无关个体的IBS评分均符合二项分布:IBS～B(2n,π);基于华东汉族人群等位基因频率信息模拟产生100,000对全同胞和100,000对无关个体并计算两者的IBS评分和logCFSI频率分布。基于全同胞和无关个体间IBS评分的二项分布和模拟数据的频率分布,计算19-55个STRs在4种误判率下的IBS评分临界值、及基于临界值下的灵敏度、特异性、准确性和鉴定效能;基于模拟数据的logCFSI频率分布,计算19-55个STR在4种临界值下的灵敏度、特异性、准确性和鉴定效能。使用QIAamp DNA Blood Mini Kit提取浙江汉族9个家系中85个个体的DNA样本,采用3种毛细管电泳(capillary electrophoresis,CE)试剂盒(Si Fa STR23plex试剂盒、Goldeneye~?DNA ID 22NC试剂盒及AGCU NC 21+1PCR扩增试剂盒)对其进行55个STRs分型,依据《亲权鉴定技术规范》(GB/T 37223-2018)进行亲子鉴定,从具有相同父母的个体中挑选全同胞对,共获得23对全同胞和175对无关个体,计算全同胞对和无关个体对的IBS评分和logCFSI并与理论及模拟结果进行比较。结果:1.当检测19、29、39及55个STRs时,理论数据、模拟数据及真实家系样本的全同胞对和无关个体对的IBS评分和logCFSI频率分布均符合正态分布。全同胞对和无关个体对的IBS评分和logCFSI频率分布的重叠区域随着检测STRs数量的增加而减少,说明在进行全同胞关系鉴定时,系统效能随着STRs数量的增加而增大,且55个STRs检测系统明显优于其3个检测系统(P0.05)。7.与IBS法相比,当检测相同的STRs时,LR法的鉴定效能较高,且随着检测STRs的增加,两种方法的差异逐渐减小至相同。结论:基于二项分布理论计算、模拟计算的临界值和鉴定效能在真实样本中也显示出良好的稳定性。研究结果为全同胞鉴定提供了重要的参考数据和更准确的临界值,使全同胞鉴定更加便利。

关键词：法医遗传学 STR 全同胞鉴定 IBS LR

基于人工智能深度学习技术自动化硅藻检验的法医学应用研究

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基于人工智能深度学习技术自动化硅藻检验的法医学应用研究

作者：周圆圆内蒙古医科大学

学位级别：硕士

目的硅藻检验是法医进行水中尸体死亡原因鉴定的一项重要辅助方法,也可根据硅藻种属分布进行溺水地点推断。但目前硅藻检验方法存在一定的弊端（实验不易普及或耗时费力）。人工智能是一种利用计算机研究、模拟人类行为以更高效完成相... 详细信息

目的硅藻检验是法医进行水中尸体死亡原因鉴定的一项重要辅助方法,也可根据硅藻种属分布进行溺水地点推断。但目前硅藻检验方法存在一定的弊端（实验不易普及或耗时费力）。人工智能是一种利用计算机研究、模拟人类行为以更高效完成相应任务的技术,其中,深度学习因其可以模仿人脑进行数据处理,并在图像处理等方面具有优越的性能,已被广泛应用于医学辅助检验中,在法医领域也有相关的研究。本研究在基于传统化学消化方法的硅藻检验基础上,使用人工智能深度学习技术对硅藻进行自动化识别与分类,并在实际案例中验证其自动化识别的能力,旨在检验基于人工智能技术的自动化硅藻检验系统的可行性。方法本研究分三个部分对基于人工智能方法的自动化硅藻检验系统进行开发及测试。第一部分,使用深度学习的卷积神经网络（CNNs）对硅藻-非硅藻数据库进行训练,得到自动化硅藻识别模型,建立基于人工智能的硅藻自动化识别系统,随后通过阅片“比赛”比较了该系统与人类专家的识别能力。第二部分,使用第一部分所开发的人工智能硅藻自动化识别系统对10个法医学实际案例（9个溺死,1个非溺死）进行预测,并对预测结果进行了分析。第三部分,通过对上海市黄浦江与苏州河的五个位置采集水样,建立硅藻分类数据库,利用该数据库训练硅藻分类模型。然后建立溺水动物实验模型,利用前两部分所开发的系统进行硅藻识别,并使用分类模型对大鼠肺内硅藻进行分类,最后联合统计学方法衡量大鼠肺内硅藻分布与水样中硅藻分布的相似性,从而进行溺水地点推断。结果第一部分开发了一种基于人工智能深度学习的硅藻自动化识别系统,使用扩增数据库（包含训练集6585张和验证集1545张）进行迁移学习得到的最佳卷积神经网络（CNNs）模型准确率达到了97.67%,其AUC达到了99.51%;通过Grad-CAM图显示出该模型可以成功识别的图片比例高达89.6%;该系统进行硅藻检验比人类专家识别速度更快,仅需要近4个小时,而人类专家则平均需要6-7小时。第二部分扩充数据库继续优化前一阶段的卷积神经网络（CNNs）模型,使其最佳模型准确率高达99.16%;在10个实际案例的应用中,其识别硅藻的总体精确度高达92.45%。第三部分开发了一种基于人工智能深度学习硅藻自动化分类的技术,最佳的六分类模型准确率达到96.4%,总体AUC值达到了97.1%;在动物实验中,使用统计学方法根据硅藻自动化分类的结果对大鼠溺死水样进行推断,其中两个动物模型未能预测正确的溺水地点,其正确率为80%。结论本文在传统硅藻检验的基础上,联合人工智能深度学习技术开发了硅藻自动化识别系统和硅藻自动化分类系统,进行自动化硅藻检验和溺水地点推断。（1）使用硅藻-非硅藻数据库训练出的最佳卷积神经网络（CNNs）模型,在用于识别硅藻的任务中展现出超过人类专家的优越性能,初步证实该模型在硅藻自动化识别方面的可行性;（2）在实际案例中,基于人工智能深度学习的硅藻自动化识别系统能够辅助法医进行溺死死因鉴定,同时提高了鉴定效率;（3）卷积神经网络（CNNs）模型在以形状分类的硅藻分类数据库上进行训练,使用最佳模型预测的结果联合统计学进行溺水地点推断的方法在动物模型上的得到了验证。

关键词：硅藻检验深度学习溺死法医病理人工智能