Establishment of Multiplex Amplification System of STR Loci in Felis Catus and Its Forensic Application

doi:10.12116/j.issn.1004-5619.2021.511104

Abstract

Abstract: Objective

To construct a Felis catus STR loci multiplex amplification system and to evaluate its application value by testing the technical performance.

Methods

The published Felis catus STR loci data were reviewed and analyzed to select the STR loci and sex identification loci that could be used for Felis catus individual identification and genetic identification. The fluorescent labeling primers were designed to construct the multiplex amplification system. The system was validated for sensitivity, accuracy, balance, stability, species specificity, tissue identity and mixture analysis, and investigated the genetic polymorphisms in 145 unrelated Felis catus samples.

Results

Sixteen Felis catus autosomal STR loci and one sex determining region of Y （SRY） were successfully selected, and constructed a multiplex amplification system containing the above loci. The complete profile of all alleles could still be obtained when the amount of DNA template was as low as 0.25 ng. There was no specific amplification peak in other common animal samples. Population genetic surveys showed that total discrimination power （TDP） of the 16 STR loci was 1-3.57×10^-20, the cumulative probability of exclusion （CPE） was 1-6.35×10^-5 and the cumulative probability of matching was 3.61×10^-20.

Conclusion

The Felis catus STR multiplex amplification system constructed in this study is highly sensitive, species-specific, and accurate in typing results, which can provide an effective solution for Felis catus species identification, individual identification and kinship identification in the field of forensic science.

Key words: forensic genetics, short tandem repeat, sex determining region of Y （SRY）, multiplex amplification system, individual identification, Felis catus

CLC Number:

DF795.2

Shi-han XI, Yi-ling QU, Ruo-cheng XIA, Lei XIONG, Si-yu CHAI, Chun-lan TONG, Rui-yang TAO, Cheng-tao LI. Establishment of Multiplex Amplification System of STR Loci in Felis Catus and Its Forensic Application[J]. Journal of Forensic Medicine, 2022, 38(2): 231-238.

Figures/Tables 6

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基因座	染色体位置	引物序列（5′→3′）	核心序列	扩增产物长度/bp	荧光标记	引物终浓度/ （μmol·L^-1）
FCA733	B2	F：GAAGATGTGGGATAGATACACCAA； R：CTGAGTAATATTCCACTGTCTCTC	[GATA] _a	94~190	FAM	1.6
FCA391	B3	F：GCCTTCTAACTTCCTTGCAGA； R：TTTAGGTAGCCCATTTTCATCA	[AGAT] _a	219~256	FAM	2.7
FCA740	C1	F：CCAAGGAGCTCTGTGATGCAAA； R：ATTCCCACAGGTAAACATCAACCAA	[GATA] _a	304~332	FAM	1.6
F27	B1	F：AGGGGTGAGGCTAACTGAGAACA； R：ATCCTCTATGGCAGGACTTTGAT	[GAAA] _a	357~423	FAM	1.1
FCA453	A1	F：GGAAACCATTTTGACAATAAATG； R：ATTTTGGGGAGACAGTTCAGCC	[AGAT] _a	65~86	HEX	4.4
FCA734	B3	F：CTATCTTTCTGTATTGCTAGCTTCC； R：ATTTTGGGGAGACAGTTCAGCC	[GAAA] _a	137~159	HEX	1.6
F85	B1	F：TAAATCTGGTCCTCACGTTTTC； R：ACCTGAAAATGTATCCATCACTTCAGAT	[CTTT] _a [CT] _b [T] _c [CTTT] _d	183~293	HEX	4.4
F124	E1	F：TTGCCTCAACTACCTAGGCC； R：ATACTTAATGCCACTGAACTACACT	[GAAA] _a	332~391	HEX	2.7
FCA742	D4	F：TGACAACGCATAAGAACCTTTC； R：AGGAACACCATGTTGGGCTA	[GTTT] _a	96~136	TAMAR	3.3
FCA736	B4	F：CCGAGCTCTGTTCTGGGTATGAA； R：TTTCTAGTTGGTCGGTCTGTCTATCTG	[ATAC] _a [CA] _b [ATAG] _c	163~197	TAMAR	3.3
FCA730	B1	F：AGCCTTCCAACATCACACACACT； R：GGCACTACTTGCTCAAGAAACTCAC	[GATA] _a	222~245	TAMAR	1.6
FCA749	F2	F：GAGGAGCTTACTTAAGAGCATGCGTT； R：CAGCTAAAACCTATATTCGGATTGTGCCT	[GATA] _a	279~446	TAMAR	4.4
FCA559	B1	F：GCCAAAATGTTCAAGAGTGG； R：TTTTGGCTTGATGAGCATCA	[GAAA]_a	104~184	ROX	2.2
FCA723	A1	F：TGAAGGCTAAGGCACGATAGATAGTC； R：CACCCAGGTGTCCTGCTTC	[GGAA] _a G[GAAA] _b	242~292	ROX	4.4
FCA441	D3	F：AGCCTTGAAGCAAACTATCATTTATCT； R：TGTCATCCTGGAAAGTAGCTCTGT	[GATA] _a	314~332	ROX	6.6
FCA732	B2	F：ATGTTGAGTTGCCATTTCCCTTG； R：TGTGGGTGGAGTGGACTGTAATG	[ATCT] _a	373~401	ROX	1.6
SRY	Y	F：TCTGAGTTTTGCGTTTGGGGATT； R：AGCGATGAGCACCGTGAGGC	-	224~225	ROX	0.4

基因座	染色体位置	引物序列（5′→3′）	核心序列	扩增产物长度/bp	荧光标记	引物终浓度/ （μmol·L^-1）
FCA733	B2	F：GAAGATGTGGGATAGATACACCAA； R：CTGAGTAATATTCCACTGTCTCTC	[GATA] _a	94~190	FAM	1.6
FCA391	B3	F：GCCTTCTAACTTCCTTGCAGA； R：TTTAGGTAGCCCATTTTCATCA	[AGAT] _a	219~256	FAM	2.7
FCA740	C1	F：CCAAGGAGCTCTGTGATGCAAA； R：ATTCCCACAGGTAAACATCAACCAA	[GATA] _a	304~332	FAM	1.6
F27	B1	F：AGGGGTGAGGCTAACTGAGAACA； R：ATCCTCTATGGCAGGACTTTGAT	[GAAA] _a	357~423	FAM	1.1
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F85	B1	F：TAAATCTGGTCCTCACGTTTTC； R：ACCTGAAAATGTATCCATCACTTCAGAT	[CTTT] _a [CT] _b [T] _c [CTTT] _d	183~293	HEX	4.4
F124	E1	F：TTGCCTCAACTACCTAGGCC； R：ATACTTAATGCCACTGAACTACACT	[GAAA] _a	332~391	HEX	2.7
FCA742	D4	F：TGACAACGCATAAGAACCTTTC； R：AGGAACACCATGTTGGGCTA	[GTTT] _a	96~136	TAMAR	3.3
FCA736	B4	F：CCGAGCTCTGTTCTGGGTATGAA； R：TTTCTAGTTGGTCGGTCTGTCTATCTG	[ATAC] _a [CA] _b [ATAG] _c	163~197	TAMAR	3.3
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FCA441	D3	F：AGCCTTGAAGCAAACTATCATTTATCT； R：TGTCATCCTGGAAAGTAGCTCTGT	[GATA] _a	314~332	ROX	6.6
FCA732	B2	F：ATGTTGAGTTGCCATTTCCCTTG； R：TGTGGGTGGAGTGGACTGTAATG	[ATCT] _a	373~401	ROX	1.6
SRY	Y	F：TCTGAGTTTTGCGTTTGGGGATT； R：AGCGATGAGCACCGTGAGGC	-	224~225	ROX	0.4

FCA733		F27		FCA391		FCA742		FCA749
等位基因	频率	等位基因	频率	等位基因	频率	等位基因	频率	等位基因	频率
95.6	0.028	357.5	0.221	219.5	0.003	95.5	0.024	278.7	0.003
99.9	0.021	358.8	0.010	223.9	0.010	99.8	0.248	304.2	0.003
104.1	0.003	363.0	0.307	227.9	0.021	102.9	0.031	308.2	0.014
140.4	0.093	365.9	0.031	232.1	0.024	104.0	0.083	312.3	0.007
144.9	0.034	369.9	0.114	233.9	0.193	107.1	0.010	332.1	0.003
146.9	0.007	374.1	0.217	236.2	0.331	108.1	0.052	336.2	0.003
148.9	0.162	376.0	0.003	240.3	0.255	111.2	0.014	340.2	0.072
151.0	0.003	377.4	0.010	244.3	0.138	112.3	0.031	344.0	0.183
153.1	0.114	378.5	0.007	248.3	0.021	114.4	0.014	348.0	0.238
155.2	0.021	382.5	0.003	256.5	0.003	115.3	0.007	352.0	0.162
157.4	0.248	386.7	0.021	F85		116.5	0.003	356.0	0.186
159.3	0.055	392.9	0.007	等位基因	频率	118.5	0.121	360.1	0.034
161.1	0.007	394.9	0.003	184.6	0.003	119.5	0.093	364.1	0.069
163.3	0.010	399.1	0.014	205.1	0.003	122.7	0.041	368.2	0.007
165.3	0.010	407.4	0.024	213.6	0.007	124.4	0.103	376.1	0.003
167.3	0.031	411.5	0.003	217.7	0.003	126.9	0.031	397.6	0.007
169.3	0.076	423.6	0.003	218.9	0.007	127.9	0.024	446.2	0.003
171.4	0.003	F124		219.8	0.003	132.1	0.014	FCA559
177.0	0.031	等位基因	频率	221.0	0.007	136.3	0.048	等位基因	频率
183.5	0.038	331.8	0.003	222.1	0.014	140.5	0.003	104.4	0.059
185.3	0.003	335.8	0.007	223.1	0.003	144.6	0.003	108.4	0.038
FCA740		339.7	0.003	224.2	0.014	FCA736		112.3	0.007
等位基因	频率	341.6	0.010	226.2	0.028	等位基因	频率	124.5	0.028
304.3	0.003	343.8	0.021	230.2	0.079	154.9	0.011	128.5	0.048
308.4	0.048	345.7	0.014	231.4	0.010	158.9	0.051	130.5	0.017
312.5	0.331	347.8	0.076	233.5	0.083	162.9	0.094	134.6	0.003
316.7	0.303	349.7	0.021	234.4	0.010	166.9	0.341	164.1	0.093
320.8	0.172	351.8	0.034	235.4	0.014	168.6	0.018	168.2	0.262
323.9	0.024	353.7	0.086	237.6	0.031	171.0	0.272	169.2	0.007
324.9	0.052	355.9	0.017	239.5	0.003	172.9	0.014	172.0	0.145
327.9	0.062	357.7	0.234	241.5	0.017	175.0	0.123	175.8	0.166
331.9	0.003	359.9	0.003	242.6	0.010	176.9	0.011	179.7	0.093
FCA453		362.3	0.162	243.5	0.003	179.0	0.029	183.5	0.028
等位基因	频率	366.6	0.062	244.5	0.010	180.9	0.018	187.5	0.003
65.6	0.003	370.6	0.076	245.5	0.003	188.9	0.004	195.2	0.003
69.9	0.279	374.7	0.055	246.5	0.014	192.9	0.004	FCA723
74.0	0.017	375.7	0.010	249.6	0.007	197.0	0.011	等位基因	频率
78.3	0.231	378.6	0.066	251.7	0.024	FCA441		242.5	0.024
81.8	0.355	382.8	0.031	252.7	0.010	等位基因	频率	246.4	0.083
85.6	0.114	387.0	0.003	253.8	0.010	307.0	0.003	247.4	0.021

FCA733		F27		FCA391		FCA742		FCA749
等位基因	频率	等位基因	频率	等位基因	频率	等位基因	频率	等位基因	频率
95.6	0.028	357.5	0.221	219.5	0.003	95.5	0.024	278.7	0.003
99.9	0.021	358.8	0.010	223.9	0.010	99.8	0.248	304.2	0.003
104.1	0.003	363.0	0.307	227.9	0.021	102.9	0.031	308.2	0.014
140.4	0.093	365.9	0.031	232.1	0.024	104.0	0.083	312.3	0.007
144.9	0.034	369.9	0.114	233.9	0.193	107.1	0.010	332.1	0.003
146.9	0.007	374.1	0.217	236.2	0.331	108.1	0.052	336.2	0.003
148.9	0.162	376.0	0.003	240.3	0.255	111.2	0.014	340.2	0.072
151.0	0.003	377.4	0.010	244.3	0.138	112.3	0.031	344.0	0.183
153.1	0.114	378.5	0.007	248.3	0.021	114.4	0.014	348.0	0.238
155.2	0.021	382.5	0.003	256.5	0.003	115.3	0.007	352.0	0.162
157.4	0.248	386.7	0.021	F85		116.5	0.003	356.0	0.186
159.3	0.055	392.9	0.007	等位基因	频率	118.5	0.121	360.1	0.034
161.1	0.007	394.9	0.003	184.6	0.003	119.5	0.093	364.1	0.069
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165.3	0.010	407.4	0.024	213.6	0.007	124.4	0.103	376.1	0.003
167.3	0.031	411.5	0.003	217.7	0.003	126.9	0.031	397.6	0.007
169.3	0.076	423.6	0.003	218.9	0.007	127.9	0.024	446.2	0.003
171.4	0.003	F124		219.8	0.003	132.1	0.014	FCA559
177.0	0.031	等位基因	频率	221.0	0.007	136.3	0.048	等位基因	频率
183.5	0.038	331.8	0.003	222.1	0.014	140.5	0.003	104.4	0.059
185.3	0.003	335.8	0.007	223.1	0.003	144.6	0.003	108.4	0.038
FCA740		339.7	0.003	224.2	0.014	FCA736		112.3	0.007
等位基因	频率	341.6	0.010	226.2	0.028	等位基因	频率	124.5	0.028
304.3	0.003	343.8	0.021	230.2	0.079	154.9	0.011	128.5	0.048
308.4	0.048	345.7	0.014	231.4	0.010	158.9	0.051	130.5	0.017
312.5	0.331	347.8	0.076	233.5	0.083	162.9	0.094	134.6	0.003
316.7	0.303	349.7	0.021	234.4	0.010	166.9	0.341	164.1	0.093
320.8	0.172	351.8	0.034	235.4	0.014	168.6	0.018	168.2	0.262
323.9	0.024	353.7	0.086	237.6	0.031	171.0	0.272	169.2	0.007
324.9	0.052	355.9	0.017	239.5	0.003	172.9	0.014	172.0	0.145
327.9	0.062	357.7	0.234	241.5	0.017	175.0	0.123	175.8	0.166
331.9	0.003	359.9	0.003	242.6	0.010	176.9	0.011	179.7	0.093
FCA453		362.3	0.162	243.5	0.003	179.0	0.029	183.5	0.028
等位基因	频率	366.6	0.062	244.5	0.010	180.9	0.018	187.5	0.003
65.6	0.003	370.6	0.076	245.5	0.003	188.9	0.004	195.2	0.003
69.9	0.279	374.7	0.055	246.5	0.014	192.9	0.004	FCA723
74.0	0.017	375.7	0.010	249.6	0.007	197.0	0.011	等位基因	频率
78.3	0.231	378.6	0.066	251.7	0.024	FCA441		242.5	0.024
81.8	0.355	382.8	0.031	252.7	0.010	等位基因	频率	246.4	0.083
85.6	0.114	387.0	0.003	253.8	0.010	307.0	0.003	247.4	0.021

基因座	Ho	DP	PE	PIC	Pm
FCA733	0.731	0.957	0.478	0.858	0.043
FCA391	0.531	0.899	0.216	0.732	0.101
FCA740	0.614	0.907	0.308	0.721	0.093
F27	0.683	0.928	0.402	0.769	0.072
FCA453	0.614	0.872	0.308	0.678	0.128
FCA734	0.634	0.895	0.334	0.743	0.105
F85	0.876	0.988	0.746	0.952	0.012
F124	0.848	0.972	0.691	0.882	0.028
FCA742	0.807	0.973	0.612	0.883	0.027
FCA736	0.616	0.911	0.310	0.749	0.089
FCA730	0.669	0.924	0.382	0.759	0.076
FCA749	0.759	0.944	0.525	0.824	0.056
FCA559	0.745	0.961	0.501	0.837	0.039
FCA723	0.772	0.960	0.549	0.886	0.040
FCA441	0.566	0.872	0.252	0.664	0.128
FCA732	0.531	0.867	0.216	0.702	0.133