STR基因座TC比例与二代测序正反向深度关联研究

目的短串联重复序列(short tandem repeat,STR)遗传标记在人类个体识别、亲缘关系分析、动植物物种鉴定、农作物品种登记及杂交种纯度鉴定、临床疾病诊断等领域应用广泛。本团队在利用Illumina二代测序平台进行法医STR基因座靶向测序时,发现部分基因座正反向测序深度不平衡的现象,影响测序数据质量。本文通过研究不同STR基因座的重复区和扩增子区域中碱基含量与测序深度的关系,探究该现象的原因。方法利用STRSeqTyper122二代测序STR分型试剂盒对70份无关个体的DNA样本进行STR基因座复合扩增和文库构建,使用Mi Seq FGx平台进行测序,下机数据使用ForensicTyper软件进行分型和测序深度统计,随后分析测序深度与重复区和扩增子区域中碱基含量之间的关系。使用同样方法对前期发表的Ion PGM^(TM)平台STR测序数据进行分析。结果分析117个STR基因座的测序深度发现,基因座正向测序深度占总测序深度的比例与扩增子区域的TC碱基占比紧密相关:扩增子中TC比例低于40%时,随着TC含量降低,正向测序深度占比有明显的升高趋势;扩增子中TC比例高于60%时,随着TC含量升高,正向测序深度占比有明显下降趋势。同样分析Ion Torrent平台70份样本的32个STR测序数据,未观察到类似现象。结论MiSeq FGx平台在测序STR基因座时存在链偏好性,正反向测序深度与碱基TC比例密切相关。以上研究可为二代测序STR基因座选择、引物和扩增子设计、数据分析与解读提供重要参考,服务临床医学、法医学、植物学等领域应用。

环境DNA检验及地域来源推断研究进展

法庭科学物证的地域来源为侦查破案提供重要信息,是案件的关键要素之一。已有研究表明不同地域的微生物分布具有显著差异,检测环境样本中的DNA进而推断物证的地理空间来源可为案件办理提供线索和证据。然而,由于犯罪环境的多样性以及刑事案件中检材量往往甚微,在法庭科学领域尚不具有稳定可靠的技术方法。本文总结了灰尘、土壤、水、空气四种环境样本的采集、DNA提取方法,比较了扩增子测序和宏基因组测序在环境生物群体研究中的差异,概述了基于高通量测序的数据分析全流程方法,并重点回顾综述了基于细菌、真菌、其他真核生物推断环境生物信息地理来源的研究现状,为在法医DNA实验室建立环境DNA的检验分析方法以及挖掘环境DNA信息服务法庭科学应用提供参考。

物体表面灰尘采集及DNA提取方法优化研究

目的 灰尘作为法庭科学极具特色和应用价值的物证,其中包含丰富的环境DNA信息,逐渐成为领域内的前沿研究热点。然而,作为办案应用中的关键基础环节,从法庭科学领域实际应用出发的物体表面灰尘的采集及DNA提取研究,仍亟待开展。方法 使用Copan Liquid Amies Elution Swab拭子擦拭物体表面采集灰尘,将采集样品管内拭子头、沉淀、上清液分别提取DNA,评估DNA含量从而选定应处理和裂解的样品管内成分。按照5种不同采样面积(25~400 cm^(2))采集灰尘样本并检测DNA浓度,确定合适的采样面积。比较3种商业化DNA提取试剂盒对灰尘样本的提取效果,并检测评估提取的灰尘DNA片段大小以及是否含人源DNA,同时通过16S rDNA扩增子测序分析物体表面灰尘DNA中的细菌信息,从而建立灰尘DNA提取产物的质量控制方法。针对DNA提取中的细胞裂解关键步骤,比较评估在不同的细胞裂解方式以及震荡裂解次数下提取DNA的量,从而建立适合灰尘DNA提取的细胞裂解方法。结果 灰尘采样管内沉淀与拭子头为DNA的主要来源部位,后续提取时均应纳入处理。灰尘的采样面积与灰尘DNA浓度呈正相关,且灰尘采样面积宜大于5×5 cm^(2)。使用DNeasy PowerSoil Pro试剂盒可以获得较高的DNA产量,同时3种DNA提取试剂盒提取的DNA片段大小无显著差异,从上述灰尘样本提取的DNA中未检出人源DNA,而物体表面灰尘DNA中含有细菌DNA,并且不同采样点之间的微生物物种组成存在差异。此外,使用生物样品均质器进行研磨裂解4 min (2 min×2次)时,得到的灰尘DNA浓度最高。结论 灰尘DNA的提取与采样面积、提取试剂盒、裂解方式均有关,建立完整且适合的灰尘DNA提取方案至关重要。这不仅为研究挖掘灰尘中的环境DNA数据打下基础,还为环境样本的实际办案应用提供了方法参考。