一種用于高通量檢驗str分型的系統及其檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生物技術領域，具體地說，是一種基于高通量測序短串聯重復序 列（short tandem repeats, STR)基因型的檢測系統及其方法。
【背景技術】
[0002] 近年來通過生物檢測技術來識別生物體信息的技術手段已經越來越普遍，法庭科 學DNA檢驗的基本任務是解決司法實踐中的個體識別和親權鑒定問題。無論在刑事案件、 民事案件、重大事故或災害中，DNA分型對于明確案件性質以及查明嫌疑人、當事人或受害 者，都起著至關重要的作用?；诿毠茈娪镜亩檀撝貜托蛄校⊿TR)分型檢驗技術，因其 自動化程度高、快速、靈敏、準確、穩(wěn)定、重復性好等特點，已廣泛應用于法庭科學DNA分型 實驗室，成為當前揭示案件線索、鎖定嫌疑人的主要手段。
[0003] STR是一類廣泛存在于真核生物基因組中的DNA串聯重復序列，由2_6bp的核心序 列組成，通常重復15-60次，片段大小一般為100-300bp。STR主要由于核心序列重復次數 不同而具有高度多態(tài)性，絕大多數不受選擇壓力的影響，且較均勻地分布于人類全基因組 中。隨著生物科學技術的發(fā)展及司法實踐需求的進一步提高，法庭科學DNA檢驗技術在傳 統STR檢測技術基礎上，出現了新的理論和方法。傳統的基于毛細管電泳的STR檢驗技術 通過檢測STR基因座的長度多態(tài)性獲取不同個體的DNA分型信息，所含信息量有限，對于解 決混合樣本檢驗、復雜親緣關系鑒定等疑難問題存在一定的難度。同時，傳統的STR檢驗技 術通過檢測同一基因型DNA分子的總熒光強度來實現該基因型的判讀，只能做到對基因型 的定性分析，無法對該基因型所占比例進行準確的定量分析，存在著較大的信息風險。
[0004] Y染色體（除擬常染區(qū)外）在減數分裂中不發(fā)生交換重組，呈單倍型獨立向下傳 遞，父親傳遞給兒子，具有父系遺傳特征，序列的變異完全由累積的突變所致，并非重組引 起。Y染色體短串聯重復序列（Y-STR)的研究不僅在人類學、古生物學等方面意義重大，而 且在法醫(yī)學的個人識別及親子鑒定中亦具有重要而獨特的應用價值。由于父系遺傳沒有 重組，多個Y-STR標記應用時不能像常染色體那樣使用相乘原則，因此必須檢測足夠多的 Y-STR基因座，使得Y染色體單倍型包含盡量多的多態(tài)基因座信息，以達到足夠的個體識別 統計學效力。
[0005] 傳統的STR基因型檢測方法通過毛細管電泳對STR片段長度進行熒光檢測，反饋 出與核心重復數相應的熒光峰位，所述方法通量較低，無法對海量的DNA信息進行快速檢 測，且該方法僅僅能獲取STR長度多態(tài)性信息，無法同時對STR的序列多態(tài)性進行測定。同 時，利用熒光檢測需要對用于擴增的引物進行熒光標記，增加熒光檢測的誤差性，并會限制 STR分型的可檢測基因座數量。采用信息含量更大、數據準確性更高的新技術替代傳統的 DNA檢驗技術是科技發(fā)展的必然趨勢。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于高通量檢驗STR分型的系統及其檢測方法， 其通過高通量測序技術實現染色體上STR復合擴增分型檢測，提高檢測準確性以及個體識 別的辨識度。
[0007] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于高通量檢驗STR分型的系統及其檢測方法， 其通過選取多個常染色體和/或Y染色體上的STR基因座進行復合擴增以及高通量檢測， 不需要任何熒光和化學發(fā)光的標記步驟，實現對人類STR基因座的復合擴增及分型的準確 檢測。
[0008] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于高通量檢驗STR分型的系統及其檢測方法， 其通過選取多個常染色體上的STR基因座進行復合擴增以及高通量檢測，獲取所述STR基 因型的核心重復次數和具體序列信息，實現對人類STR基因座分型的準確檢測，適用于法 庭科學中的DNA鑒定。
[0009] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于高通量檢驗STR分型的系統及其檢測方法， 其通過選取多個Y染色體上的STR基因座進行復合擴增以及高通量檢測，提高男性樣本間 的個體識別力，從而，有助于提高Y-STR基因座在無關個體甚至近親個體中的辨識度。
[0010] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于高通量檢驗STR分型的系統及其檢測方法， 其通過對所述Y-STR基因座的多組引物對設計，同時，高通量測序檢驗Y-STR分型，獲取所 述Y-STR基因型的核心重復次數及具體序列信息，檢測信息準確，適用于法庭科學以及親 子鑒定Y-STR基因座的分型檢驗。
[0011] 為了實現以上提到的目的，本發(fā)明提供一種用于高通量檢驗STR分型的系統，其 包括生物混合體系，所述生物混合體系包括至少一種樣品溶液以及STR基因座的至少1種 不同引物對，其中，所述引物對可用于擴增至少1種所述STR基因座，所述STR基因座選自 常染色體和/或Y染色體；復合擴增系統，所述復合擴增系統用于所述至少1種不同引物對 復合擴增所述STR基因座，形成至少1種STR基因座擴增產物；以及檢測系統，所述檢測系 統為高通量測序裝置，以用于檢測至少1種所述STR基因座分型。
[0012] 根據本發(fā)明的實施例，所述常染色體STR提供至少16個基因座，所述基因座中的 至少一個選自：CSF1P0、D13S317、D16S539、D18S51、D21S11、D22S1045、D2S441、D3S1358、 D5S818、D6S1043、D7S820、D8S1179、FGA、TH01、TPOX、vWA。
[0013] 根據本發(fā)明的實施例，所述Y染色體STR提供至少12個基因座，所述基因座中 的至少一個選自：DYS19、DYS393、DYS437、DYS439、DYS456、DYS635、Y-GATA-H4、DYS390、 DYS391、DYS392、DYS438、DYS448。
[0014] 一種高通量STR分型的檢測方法，以用于個體的識別，其包括步驟：
[0015] (S100)提取樣本基因組DNA;
[0016] (S200)制備基于高通量測序的STR復合擴增生物混合體系，以用于復合擴增所述 樣本基因組DNA的STR基因座；以及
[0017] (S300)高通量測序技術檢測所述STR基因座的分型，以用于個體的識別與鑒定。
[0018] 根據本發(fā)明的實施例，所述步驟（S200)包括步驟：
[0019] (S210)確定多個STR基因座，其中，所述STR基因座選自常染色體和/或Y染色 體；
[0020] (S220)設計所述DNA的擴增引物對組，以用于提供所述STR基因座的專用擴增引 物對；
[0021] (S230)制備所述STR復合擴增生物混合體系，所述生物混合體系由所述引物組或 其中任意一對引物及多對引物組合、擴增反應物、水和所述基因組DNA組成；以及
[0022] (S240)通過復合擴增系統對所述基因組DNA進行一個或多個STR復合擴增反應。
[0023] 根據本發(fā)明的實施例，所述步驟（S210)包括步驟：確定至少1個常染色體STR基 因座，所述常染色體STR基因座至少一個選自：CSF1P0、D13S317、D16S539、D18S51、D21S11、 D22S1045、D2S441、D3S1358、D5S818、D6S1043、D7S820、D8S1179、FGA、TH01、TPOX、vWA。
[0024] 根據本發(fā)明的實施例，所述步驟（S210)包括步驟：確定至少1個Y染色體STR基因 座，所述 Y 染色體 STR基因座至少一個選自 DYS19、DYS393、DYS437、DYS439、DYS456、DYS635、 Y-GATA-H4、DYS390、DYS391、DYS392、DYS438、DYS448。
[0025] 根據本發(fā)明的實施例，所述步驟（S210)包括步驟：確定至少1個常染色體和Y 染色體STR基因座，所述常染色體STR基因座至少一個選自：CSF1P0、D13S317、D16S539、 D18S51、D21S11、D22S1045、D2S441、D3S1358、D5S818、D6S1043、D7S820、D8S1179、FGA、TH01、 TPOX、vWA，其中，所述Y染色體STR基因座至少一個選自DYS19、DYS393、DYS437、DYS439、 DYS456、DYS635、Y-GATA-H4、DYS390、DYS391、DYS392、DYS438、DYS448。