（微生物与生化药学专业论文）全球男性人口变迁历史的遗传统计学研究.pdf

全球男性人口变迁历史的遗传统计学研究 中文摘要 关于现代人类的起源一直存在着争议，但誉翦绝大多数学者接受“走窦非洲 学说，即认为：十万年前现代入起源于非洲的某个较小人群，随着人口数量的不断 增长，逐步迁移到非洲以外的很多地方。在过去近三十年里，遗传学不断地渗透到 人类起源的研究中，并且提供了众多支持“走出非洲一学说的d n a 分子水平证据。 在此基础上，有学者进一步提出了“系列建立者模型 学说：当撒哈拉以南非洲某 个群体达到一定入匿饱和度时，其中豹一部分入就会迁移到远离其原居住地的另外 一个地区建立一个新群体，当新群体的人口再次增长到较高的饱和度时，就会发生 第二次迁移，这个过程反复不断，直至达到地球上最远的人类聚屠点美洲大陆。 本研究应用遗传学数据和遗传统计学原理系统地探讨了这个过程中的人口变迁历 史，如世界不同地区群体的最近共同祖先年代( t m r c a ) 、有效群体的大小( n e ) 、 人口数量增长的起始时间以及人口的增长率等问题。 本研究应餍b a t w i n g 程穿系统地分析了h g d p c e p h ( 人类基因组多样性计 划人类基因组多样性中心) 样本库中代表全球绝大部分现代人群的5 1 个群体，其 中包括5 9 0 例男性的3 7 个y s n p s 和6 5 个y s t r s 基因型数据。b a t w i n g 程序 根据输入的遗传学数据和先验参数( p r i o r ) ，用基于溯祖理论的马尔科夫链蒙特卡 罗算法模拟一系列( 如十万个) 谱系树( g e n e a l o g i c a lt r e e ) ，同时计算符合每个谱 系树结构的入口学后验参数( p o s t e r i o r ) ，郎t m r c a 、n e 、入霞数量增长的超始 时间以及人口的增长率。在程序模拟达到平衡后，可以得出每个参数的后验估计及 其可德区闯。 在方法学上，本研究首先系统地分析了不同类型( 简单和复杂) 的y s t r 、不 同数璧的y - s t r 、样本量的大小以及不同的s t r 突变率对入口学参数后验分布产 生的影响。结果显示：( 1 ) 不同类型的y s t r 对人口学参数的估计基本没有影响。 应用较多的s t r 稆对澎用较少s t r 具有定载优势，可戳推算出曼准确的t m r c a ， 所以在分析不同群体的人口学参数时，应采用全部6 5 个y s t r ；( 2 ) 样本量为4 个个体时( 本研究蹶采用的最小的样本量) 即可提供有价傻的入日学参数信息，不 需要剔除或合并这样的群体；( 3 ) 将三种s t r 突变率( r e m r ，e m r 和o m r ) 分 别应用于对5 1 个群体的t m r c a 、人口数量增长的起始时间、n e 以及人口增长率 的估算，发现翁三个人豳学参数盾验估计的大小顺序隽正m p e m 翼0 m r ，健人疆 增长率的大d , j m n 序与之相反。由于应用r e m r 对人口学参数的估计更接近于考古学 上的估计( 最霹信的估计) ，且r e m r 根据变异度将o m r 和e m r 进行了很好的 组合，因而我们最终采用了r e m r 。 在人日学上，我们观察到了一个普遍的模式：撒哈拉沙漠以南非洲人群戆 t m r c a 最古老、n e 最大且人口数量增长的起始时间最早，而美洲人群的t m r c a 最年轻、n e 最小且人1 3 数量增长的起始时间最晚，其他大陆人群的这些参数介于 二者之间，形成一个梯度。所有非洲以外人群的t m r c a 、n e 及人豳数量增长的起 始时阆与该人群居住地到东非闻的步行距离呈显著的负相关，这与大多数关于人类 遗传变异及进化史的研究结果相符；与之相反，人豳增长率与距离的远近呈正相关， 但相关性很弱；y 染色体谱系中不同分支的多样性及其t m r c a 也随着与东非之间 距离的增加而降低。所有这些结果均支持“系列建立者模型 学说。同时，我们还 发现了一些群体呈现特殊模式，以往的研究中也曾观察到其中的某些特例：如非洲 y o r u b a 人群、欧洲b a s q u e 人群和北亚y a k u t 人群，德们的人弱数量增长的起始时 间明显晚于该地区的其他人群：但是本研究还发现了几个其它特例群体，例如巴基 颠坦k a l a s h 和h a z a r a 鲶人口增长率较低，北非m o z a b i t e 人口数量增长的起始时间 很晚。 本硒究利用遗传学数据，应用遗传统计学的策略提供了迄今力止最完整、最详 细的全球男性人1 3 变迁历史的信息。为了估测如此复杂的人类变迁过程，我们不得 不篱化某些分析细节，比如在b a t w i n g 模拟中，我们只假设每个人群的初始有效 群体大小不变，经过一段时间盾开始指数扩增，并未考虑更复杂的人口变化、群体 之间的融合以及其他一些特殊的历史事件。然而，本研究却有力地阐明了人类变迁 历史中最关键的特征。无论是全球入嚣学变迁的宏观模式，还是某些微观特例，本 研究的结论都与其他大多数遗传学和非遗传学研究的结果相吻合。同时，还有- d , 部分特殊群体为我们今着的研究提供了新的方向。 关键词：h g d p c e p h ，y s n p ，y s t r ，b a t w i n g ，系列建立者模型，男性人v l 学历史 2 j 垒塞垃麴医堂跪熊主堂鱼途塞她曼主塑鲢 aw o r l d w i d es u r v e yo fh u m a nm a l eg e n e t i cd e m o g r a p h i c h i s t o r y a b s t r a c t c u r r e n tm o d e l so fh u m a ne v o l u t i o nd i f f e ri nd e t a i l ，b u ta l l i n c l u d ear e c e n to r i g i ni n a f r i c aa n da ne x p a n s i o n ，b o t hg e o g r a p h i c a la n dd e m o g r a p h i c ，o ff u l l ym o d e mh u m a n s f r o mas m a l la f r i c a np o p u l a t i o nt ot h ec u r r e n tl a r g ew o r l d w i d ep o p u l a t i o nw i t h i nt h el a s t - 10 0 ，0 0 0y e a r s 。m a n ya n a l y s e so fw o r l d w i d ed n ad a t a s e t ss u p p o r tt h eh y p o t h e s i so f s e r i a lf o u n d e re v e n t ss t a r t i n gf r o mas i n g l eo r i g i ni ns u b s a h a r a na f r i c aa n dl e a d i n gt o t h ea m e r i c a sa st h el a s tc o n t i n e n t st ob ei n h a b i t e d 。h o w e v e r , t h ed e m o g r a p h i cc h a n g e s a c c o m p a n y i n gt h e s ee v e n t ss u c ha st h ep o p u l a t i o nt m r c a s ，p o p u l a t i o ne x p a n s i o nt i m e ， e f f e c t i v ep o p u l a t i o ns i z e sa n dp o p u l a t i o ng r o w t hr a t e sm e r i tf u r t h e ri n v e s t i g a t i o n w eh a v ei n v e s t i g a t e dh u m a nm a l ed e m o g r a p h i ch i s t o r yu s i n g5 9 0m a l e sf r o m51 p o p u l a t i o n si nt h eh g d p c e p 翼w o r l d w i d ep a n e l ，t y p e dw i t h3 7y s n p sa n d6 5 ￥s 王l b ， a n da n a l y z e dw i t ht h ep r o g r a mb a r w t n gb a t w i n gu s e sam a r k o vc h a i nm o n t e c a r l o ( m c m c ) b a s e do nt h ec o a l e s c e n tt h e o r yp r o c e d u r et og e n e r a t eas e r i e so f g e n e a l o g i c a lt r e e sw i ma s s o c i a t e dp a r a m e t e rv a l u e sc o n s i s t e n tw i t ht h ed a t a a f t e r e q u i l i b r a t i o n ，p o s t e r i o re s t i m a t e so ft h e s ep a r a m e t e r sc a nb eo b t a i n e d ，a l o n gw i t ht h e i r c o n f i d e n c ei n t e r v a l s i no r d e rt oi n v e s t i g a t et h ei n f o r m a t i o na b o u tm a l eh i s t o r i c a ld e m o g r a p h yc o n t a i n e di n t h eh g d p - c e p h d a t a s e t ，w ef i r s tn e e d e dt oe x p l o r es o m ef e a t u r e so ft h ed a t a ：w h e t h e r o rn o tt h ec h o i c eo fy - s t r sw a si m p o r t a n t ，w h e t h e ro rn o ts m a l ls a m p l es i z e sc o u l db e u s e d ，a n dw h i c hm u t a t i o nr a t et oa d o p t w ef o u n dt h a t ( 1 ) al a r g e rn u m b e ro fy - s t r s h a v es o m ea d v a n t a g e s ，a l l6 5l o c is h o u l db eu s e d ；( 2 ) as a m p l es i z eo ff o u rw a so f t e n s u f f i c i e n tt op r o v i d eu s e f u li n f o r m a t i o na n dt h a tw ed i dn o tn e e dt oo m i to rc o m b i n es u c h s a m p l e s ；( 3 ) f o rt h et m r c a ，n ea n de x p a n s i o nt i m e ，m e d i a nv a l u e sf o l l o w e dt h eo r d e r r e m r e m r o m r ，w h i l ef o rg r o w t hr a t et h eo p p o s i t e o r d e rw a su s u a l l ys e e n 。 a c c o r d i n g t ot h er e s u l t so ft h r e em u t a t i o nr a t e s ，t h er e m rp r o v i d e dt h eb e s tc o m b i n a t i o n o fi n s i g h t sf r o mb o t ho m ra n de m rf o rp r i o rv a l u e s ，a n dt h ep o s t e r i o rt i m e so b t a i n e d w e r eg e n e r a l l yc o n s i s t e n tw i t ho t h e rd a t a s e t s 3 t h eg e n e r a lp a t t e r n sw eo b s e r v es h o wag r a d i e n tf r o mt h eo l d e s tp o p u l a t i o nt m r c a s a n de x p a n s i o nt i m e st o g e t h e rw i t ht h el a r g e s te f f e c t i v ep o p u l m i o ns i z e si na f r i c a ，t ot h e y o u n g e s tt i m e sa n ds m a l l e s te f f e c t i v ep o p u l a t i o ns i z e si nt h ea m e r i c a s t h e s ep a r a m e t e r s a r es i g n i f i c a n t l yn e g a t i v e l yc o r r e l a t e dw i t hd i s t a n c ef r o me a s ta f r i c aa n dt h ep a t t e r n sa r e c o n s i s t e n t 谢t l lm o s to t h e rs t u d i e so fh u m a nv a r i a t i o na n dh i s t o r y i nc o n t r a s t ，g r o w t hr a t e s h o w e daw e a k e rc o r r e l a t i o ni nt h eo p p o s i t ed i r e c t i o n yl i n e a g ed i v e r s i t ya n dt m r c a a l s od e c r e a s ew i t hd i s t a n c ef r o me a s ta f r i c a ，s u p p o r t i n gam o d e lo f e x p a n s i o nw i t hs e r i a l f o u n d e re v e n t ss t a r t i n gf r o mt h i ss o u r c e 。an u m b e ro fi n d i v i d u a lp o p u l a t i o n sd i v e r g e f r o mt h e s eg e n e r a lp a t t e r n s ，i n c l u d i n gp r e v i o u s l y - d o c u m e n t e de x a m p l e ss u c ha sr e c e n t e x p a n s i o n so ft h ey o r u b ai na f r i c a ，b a s q u e si ne u r o p ea n dy a k u ti nn o r t h e r na s i a ， h o w e v e r ，s o m eu n e x p e c t e dd e m o g r a p h i ch i s t o r i e sw e r ea l s of o u n d ，i n c l u d i n gl o wg r o w t h r a t e si nt h eh a z a r aa n dk a l a s hf r o mp a k i s t a n , a n dr e c e n te x p a n s i o no ft h em o z a b i t e si n n o r t ha f r i c a i nc o n c l u s i o n ，t h i s s u r v e yp r o v i d e s t h em o s td e m i l e dv i e wo fh u m a nm a l e d e m o g r a p h i ch i s t o r yt h u sf a ra v a i l a b l e i ti sb a s e do nan u m b e ro fs i m p l i f i c a t i o n s ，s u c ha s t h ed e m o g r a p h i cm o d e li nb a t w i n gw h i c ha s s u m e sac o n s t a n ts i z ef o l l o w e db y e x p o n e n t i a le x p a n s i o na n dd o e sn o tp e r m i tm o r ec o m p l e xs i z ec h a n g e s ，m i x i n go ro t h e r c h a r a c t e r i s t i c so fr e a lp o p u l a t i o n s 。n e v e r t h e l e s s ，i ta p p e a r st oc a p t u r ek e yf e a t u r e so f h u m a nh i s t o r y i nb o t hb r o a do u t l i n ea n da l s oi nm a n yo ft h ee x c e p t i o n st ot h eg e n e r a l p a t t e r n s ，t h ec o n c l u s i o n sf i tt h ef i n d i n g sf r o mo t h e rg e n e t i ca n dn o n g e n e t i cs t u d i e s ，b u t s o m eu n u s u a lp a t t e r n sr e m a i nu n e x p l a i n e da n dp r o v i d ed i r e c t i o n sf o rf u t u r ew o r k 。 k e y w o r d s ：h g d p c e p h ，y - s t r ，y - s n p , b a t w i n g , s e r i a lf o u n d e rm o d e l ，m a l e d e m o g r a p h i ch i s t o r y 4 缩略词 m m l n m p m r p m h m i n s s n p s 国r h g d p c e p 壬 k y a m t d n a n r y y c c t m r c a l g m p c r b a ：r m n g m c m c n e o m r e m r r e m r c i 英文缩略词 英文全称 t o o l l i t e r m i l i l i t e r n a n o m o l l i t e r m i c r o m o l l i t e r r e v o l u t i o n sp e rm i n u t e h o u r m i n u t e s e c o n d s i n g l en u c l e o t i d ep o l y m o r p h i s m s h o r tt a n d e mr e p e a t h u m a ng e n o m ed i v e r s i t yp r o j e c t c e n t r ed e t u d ed up o l y m o r p h i s m eh u m a i n t h o u s a n dy e a r sa g o m i t o c h o n d r i a ld n a n o n r e c o m b i n i n gp o r t i o no ft h ey yc h r o m o s o m ec o n s o r t i u m t i m et ot h em o s tr e c e n tc o m m o na n c e s t o r l a s tg l a c i a lm a x i m u m p o l y m e r a s ec h a i nr e a c t i o n b a y e s i a na n a l y s i so f t r e e sw i t hi n t e r n a ln o d eg e n e r a t i o n m a r k o vc h a i nm o n t ec a r l o e f f e c t i v ep o p u l a t i o ns i z e o b s e r v e dm u t a t i o nr a t e c a l i b r a t e de v o l u t i o n a r ym u t a t i o nr a t e r e c a l i b r a t e de v o l u t i o n a r ym u t a t i o nr a t e c o n f i d e n c ei n t e r v a l 5 中文全称 摩尔每升 毫升 纳摩尔每升 徽摩尔每升 每分钟转数 小时 分钟 秒 单核苷酸多态性 短串联重复序列 人类基因组多样性计划 人类基因组多样性中心 千年前 线粒体d n a y 染色体非重组区 y 染色体协会 最近共同祖先年代 末次盛冰期 聚合酶链反应， b a t w 科g 分析 马尔科夫链蒙特卡罗 有效群体大小 观察到的突变率 经过修正的进化突变率 重新修正的进化突变率 置信区间 j e 塞垃塑医堂医擅堂僮途塞 阻丞 附录 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示谢意。 学位论文作者签名：时文涛签字日期：2 0 0 9 年1 1 月5 日 赫毫咯 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解j 曼塞垫塑医堂院有关保存、使用学位论文的 管理办法。有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论 文被查阅和借阅。本人授权j 丝塞迹塑医堂瞳可以将学位论文的全部或部分内容 编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学 位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：时文涛 p 弋 签字日期：2 0 0 9 年1 1 月5 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 签字日期： 电话： 邮编： 1 0 工p 爵季舂 现代人类的起源一直是受到人们广泛关注的研究领域。虽然对现代人类如何起 源酌润遂还存在一定争议，徨黧翦绝大多数学者接受“走密j 洲”学说，邸认为 十万年前，现代人起源于非洲的某个较小人群，随着人口数量的不断增长，逐步迁 移到非洲以外的很多地方【1 】，完全取代了其它地区的古人釉。以往研究发现，在现 代入d n a 序列中携带着关于人类进化历史的多态性信息鼙l 。近几年，随着基嚣组学 的不断发展，人们发现了许多d n a 水平的证据，进一步为“走出非洲理论提供了 强有力的支持。许多从世界范溪人群d n a 数磊褥到静分析维栗都符合瘫系烈建立者 模型( s e r i a lf o u n d e rm o d e l ) 学说。这个学说是对“走出非洲”理论的进一步延 聿，其内容是：当撒哈控戳南菲溯菜个人群麓达到一定人弱饱和度时，就会有一部 分人迁移到相对远离其原居住地的另外一个区域形成一个新人群，肖新人群的数量 再次扩增到个较高鳃入翟锪摹羹度畦就会发生第二次迁移，这个过程不断重复，直 至达到地球上最远的入类聚居点美洲大陆。伴随着这个过程发生的入口学变 化，如世界不同地区人群的最避共同祖先年代( t i m et ot h em o s tr e c e n tc o m m o n a n c e s t o r ，t m r c a ) 、入口数量扩增的起始时阕( p o p u l a t i o ne x p a n s i o n 弧m e ) 、有 效群体的大小( e f f e c t i v ep o p u l a t i o ns i z e ，n e ) 以及人口的增长率( p o p u l a t i o ng r o w t h r a t e ) 等闯题是本研究所要探讨匏主要内容。 人类基因缒多样性计划( h u m a ng e n o m ed i v e r s i t yp r o j e c t , h g d p ) 所建立的 d n a 样本库是迄今兔止研究世界范墨虑入口学历史酶最全面、最可靠的材料。这个 计划是由美国斯坦福大学的遗传学家l u c ac a v a l l i s f o r z a 在1 9 9 1 年提出的【3 】，其目的 是建立一个完善蕊遗传样本痒以促进整界范重蠹的人类基因组多态性研究，并期望 阐明现代人基因组中存在的多态性是在何时形成以及怎样形成的【2 j 。近几年被广泛 痘鬟豹h g d p 样本库是在2 0 0 2 年4 胃建立的溯，包含飙世界范銎亵搜集的伐表5 2 个人 群的l ，0 6 4 个个体的b 淋巴细胞永生细胞系，保存在位于法国的人类基因组多样性中 心( c e n t r ed e t u d ed up o l y m o r p h i s m eh u m a i n ，c e p h ) 实验室。5 2 个人群具体的地理 位置参见图1 1 。 入类基嚣缝转绝大部分蔷惑是从父母双方遗传磊来，在每一代都会经历重组过 程，但基因组中有两段d n a 是例外，分别是母系遗传的线粒体d n a ( m t d n a ) 和 父系遗传豹y 染色体，它们只从父母中的方遗传，一般不会发生重组。无论在基 因组的重组区或非重组区中，都可以找到很多不阍的多态性遗传标记，其中单核替 酸多态性( s i n g l en u c l e o t i d ep o l y m o r p h i s m ，s n p ) 在人类所有可遗传的变异中最为 6 常见，占所有己知多态性的9 0 以上。s n p 主要是指在基因组水平上由单个核苷酸 的变异所引起的d n a 序列多态性，在人类基因组中广泛存在，平均每5 0 0 1 0 0 0 个 碱基对中( 甚至更少) 就有1 个，估计其总数可达3 0 0 万个或更多。s n p 所表现的多 态性只涉及到单个碱基的变异，这种变异的形式可由单个碱基的转换( t r a t t s i f i o n ) 或颠换( t r a n s v e r s i o n ) 所引起，也可以是碱基的插入或缺失。但通常所说的s n p 并 不包括后两种情况。 倍氐。黼b c m r 哪 嚣罄“o 勉悠8 图1 - 1 h g d p 样本库中5 2 个人群的名称及具体地理位置， f i g u r e1 - 1 p o p u l a t i o n st h o s ea r ei n c l u d e di nt h eh u m a ng e n o m ed i v e r s i t yp r o j e c t c 0 1 1 e c f i o n y 染色体单体群( h a p l o g r o u p ) 就是由u s n p 定义的”，y 染色体协会( y c h r o m o s o m ec o n s o r l i m n , y c c ) 根据己发现的双等位基因标记位点在2 0 0 2 年建立了 第一个y 染色体系统发生树( y c h r o m o s o m ep h y l o g e n e f i ct r e e ) “，他们对2 4 3 个 y - s n p 进行了基因分型，共确立了1 5 3 个y 染色体单体群。在2 0 0 8 年，y c c 又将双等 位基因标记位点的数量增加到6 0 0 个，从而使单体群的数量增加到3 1 1 个，进一步提 攀 一鬻i0，2 萝翟 wil 7 高了y 染色体系统发生树的分辨率【翱。这个较为完整的按年代顺序排列的y 染色体系 统发生树为古生物学家、人类学家、语言学家和历史学家所感兴趣的问题提供了佐 证，并为y 染色体多态性地域分布特征的研究奠定了基础。 在一个单体群内，可以根据个体间短串联重复序列( s h o r tt a n d e mr e p e a t ，s t r ) 的差异将它 | 、】归纳为不阕的单体型( h a p l o t y p e ) ，从面使被研究个体的遗传背景更 为明确。s t r 又称微卫星( m i c r o s a t e l l i t e ) ，是一类广泛存在于人类基因组中的d n a 多态性基因座，它由2 6 个碱基对构成核心序列，呈串联重复排列。s t r 因个体间 d n a 片断长度或d n a 序列差异而成高度多态性，因其基因片段短、扩增效率高、分 型准确等特点，已广泛应用于法医学个体识别和亲子鉴定等领域。y s t r 根据其结 构可被分为两类：简单y s t r ( s i m p l ey s t r ) 和复杂y s t r ( c o m p l e x y s t r ) 。 简单y s t r 具有单一的核心重复序列，但复杂y s t r 的一个基因座内常含有两种以 上不同的核心重复单位，一种核心序列的重复可以被另外一种重复謦列所打断。对 于简单y - s t r ，不同个体间的差异主要来源于单一核心序列重复次数的差别；对于 复杂y s t r ，差异主要来源于最长核心重复序列重复次数的差别i s 。 单倍型的y 染色体及y s n p 、y s t r 可以给人类的进化历史研究提供一个独特 的视兔，占y 染色体绝大部分的非重组区构成了整个基因组范围肉信息量最大且最 稳定的单体型，它在男性基因组中恒定的位置使它可以反映出独特的男性人口学历 变 9 1 ，是进行入口学推测的一个最有力工具。p r i c h a r d 等b o 应用8 个y s t r 的数据推 测世界范围现代人类的t m r c a 为4 6 ( 1 6 1 2 6 ) 千年前( t h o u s a n dy e a r s a g o ，k i r a ) ， 人口的扩增起始于旧右器时代晚期，约为1 8 ( 7 。4 1 ) k y a ；其中非洲人群的人口扩增 时间起始于1 5k y a ，美洲人群为1 4k y a ，欧洲人群为1 3k y a ，亚洲人群为1 7k y a ， 而大洋洲为1 6k y a 。m a c p h e r s o n 等t 1 1 j 贝0 应用7 个y s t r 的基因分型数据推测现代人 类的t m r c a 为5 8 ( 2 0 - 15 0 ) k y a ，入口扩增起始于2 2 ( 8 。5 5 0 ) k y a 。上述研究是将 被推测的目的区域设定为全世界各地或某个大陆。2 0 0 6 年，x u e 等i l2 】在针对东亚人 群的研究中发现北方人群在1 8 2 1k y a 的末次盛冰期( l a s tg l a c i a lm a x i m u m ，l g m ) 之前就开始了其人口数量的增长，而南方人群人口数量增长的初始时间晚于北方， 徨增长速度更快。w e a l e 等【1 3 】对亚美尼耍( a r m e n i a ) 人蒸的研究也发现了其入日数 量增长的起始时间要明显晚于其他欧洲国家。上述这些对更小范围人群的研究结果 提示，某些地区人群之阅即使位置相邻位，其入口学历史也可能存在非常显著的差 异，因此进行地理上筵高分辨率的入口学研究就显得尤为重要。 本课题依据y 染色体上的s n p s 和s t r s 数据对世界范围男性入鞠学历史进行推 测与分析，该研究具有重要的科学意义。首先，h g d p c e p h 样本库已经成为进化 遗传学研究的标准资源库1 1 4 - 1 7 1 ，所以其中各个人群的人口学历史就会对h g d p 样本 库的进一步应用有很大帮助，可以为其它研究提供非常有价值的参考信息。第二， 自从首次对h g d p 资源库人群男性人口学历史分析【l l 】以来，y 染色体上可应用的遗 传学标记已经提高了一个数量级【8 ，1 引，大大提高了y 染色体单体型的分辨犁19 1 。因 此本课题的研究目的也就集中在了以下两个方面：( 1 ) 探索本研究中所应用的迄 今为止数量最多的y s t r 及其类型( 简单和复杂) 会对最终得到的人口学参数产生 什么样的影响；( 2 ) 从y 染色体上的遗传标记推测h g d p 资源库中5 2 个人群的男性 人口学信息，确定这些信息是否同样支持“系列建立者模型”，为人类的进化历史 提供更为准确和详细的遗传学依据。 9 ( 一) 样本来源 实验材料与实验方法 一、实验材料 进行3 4 个s n p 位点和6 5 个s t r 位点基因分型的样本来源于法国人类撼因组 多样性中心( h g d p c e p h ) 。本研究采用了r o s e n b e r g 等【2 0 】建立的h 9 5 2 样本缝中 代表5 2 个人群的5 9 0 例男性样本，这个样本组已排除具有级、二级亲缘关系， 来源混淆以及重复的个体i 2 0 1 。样本具体信息见表1 1 。在这些人群巾，有些人群包 含的样本数量较少( 例如s a n 人群中只包含4 个样本) ，但因其在入口学研究中的 重要地位而不应被排除，所以我们将单个人群的最低样本数量设为4 ：m a y a 和 c o l o m b i a n 因各含两例样本而被合二为一。最终，我们对代表51 个人群的5 9 0 例男 性样本进行了数据分析。 表1 - 1 h g d p c e p h 样品信息 t a b l e1 - 1 h g d p c e p hs a m p l e sf o rg e n o t y p i n g s a m p l es i z es a m p l es i z e p o p u l m i o n g e o g r a p h i co r i g i nr e g i o n ( a 1 1 )( m a l e ) b a n t u ( n e 。)k e n y a a f i c a1 2l o b a n t uf s a f r i c a )s o u t ha f r i c aa f r i c a 88 m a n d e n k a s e n e g a l a f r i c a 2 41 4 y o r u b a n i g e r i a a f r i c a 2 5l o s a nn a m i d i aa f r i c a 74 b i a k ap y g m yc e n t r a la 蠹i c a nr e p u b l i c a f r i c a3 22 0 m b u t ip y g m yd e m o c r a t i cr e p u b l i co fc o n g oa f r i c a 1 51 1 o r c a d i a n o r k n e yi s l a n d se u r o p e 1 67 a d y g e i r u s s i ac a u c a s u s e u r o p e 1 76 r u s s i a n r u s s i a e u r o p e 2 51 6 b a s q u e f r a n c e e u r o p e 2 41 6 f r e n c hf r a n c e e u r o p e 2 9l o i t a l i a n i t a l y ( b e r g a m o )e u r o p e 1 37 s a r d i n i a n i t a l ye u r o p e 2 81 6 t u s c a n i t a l y ( b e r g a m o )e u r o p e 86 l o m o z a b i t e a l g e r i a ( m z a b ) m i d d l ee a s t3 02 0 b e d o u i n i s r a e l 斛e g e v ) m i d d l ee a s t4 82 4 d r t l z e i s r a e l ( c a r m e l ) m i d d l ee a s t4 7 l l p a l e s t i n i a n i s r a e l ( c e n t r a l ) m i d d l ee a s t5 l1 3 d a ic h i n ae a s ta s i al o6 d a u rc h i n ae a s ta s i a1 06 h a nc h i n ae a s ta s i a4 42 3 h e z h e nc h i n ae a s ta s i a95 l a h uc h i n ae a s ta s i a1 07 m i a oc h i n ae a s ta s i a1 07 m o n g o l a c h i n ae a s ta s i a1 07 n a x ic h i n ae a s ta s i a1 07 o r o q e n c h i n ae a s ta s i a1 05 s h ec h i n ae a s ta s i a1 07 t uc h i n ae a s ta s i a1 07 t u j i a c h i n ae a s ta s i a1 09 x i b oc h i n ae a s ta s i a98 y ic h i n ae a s ta s i a1 09 c a m b o d i a nc a m b o d i ae a s ta s i a1 16 y a k u ts i b e r i ae a s ta s i a2 51 8 j a p a n e s ej a p a n e a s ta s i a2 91 8 b a l o c h ip a k i s t a nc e n t r a l s o u t ha s i a2 52 3 b r a h u ip a k i s t a nc e n t r a l s o u t ha s i a2 52 4 b u r u s h op a k i s t a nc e n t r a l s o u t ha s i a2 51 9 h a z a r ap a “s t a nc e n t r a l s o u t ha s i a2 42 0 m a k r a n ip a k i s t a nc e n t r a l s o u t ha s i a2 52 0 k a l a s hp a k i s t a nc e n t r a l s o u t ha s i a2 51 8 s i n d h ip a k i s t a nc e n t r a l s o u t ha s i a2 51 9 p a t h a np a k i s t a nc e n t r a l s o u t ha s i a2 41 9 u y g u r c h i n ac e n t r a l s o u t ha s i a1 08 c o l o m b i a nc o l o m b i aa m e r i c a1 32 m a y a m e x i c oa m e r i c a2 52 p i m am e x i c oa m e r i c a2 58 k a r i t i a n ab r a z i la m e r i c a2 44 s u r u ib r a z i la m e r i c a2 l4 m e l a n e s i a n b o u g a i n v i l l e o c e a n i a1 94 p a p u a n n e wg u i n e ao c e a n i a1 71 2 ( - 3 主要试剂 a m p l i