Animal DNA Typing and Its Research Progress in Forensic Medicine

doi:10.12116/j.issn.1004-5619.2021.511210

Abstract

Abstract:

With the advance of molecular biology, DNA analysis technology has been widely applied in forensic science. Non-human DNA analysis can be used in some special cases and has unique forensic value to provide investigation clues and trial basis. Animal DNA typing plays a more prominent role in the detection of all kinds of non-human DNA related cases and is the main content of forensic non-human DNA analysis. This paper reviews the development history, present situation, advantages and disadvantages of animal DNA typing according to its technology, characteristic, challenges facing forensic science application scenarios, and also its future development.

Key words: forensic genetics, DNA typing, animal, review

CLC Number:

DF795.2

Hong-yan GAO, Guang-fu LIU, Jian WU, Peng-yu CHEN. Animal DNA Typing and Its Research Progress in Forensic Medicine[J]. Journal of Forensic Medicine, 2023, 39(2): 161-167.

References 55

1	MORI C， MATSUMURA S. Current issues for mammalian species identification in forensic science： A review[J]. Int J Legal Med，2021，135（1）：3-12. doi：10.1007/s00414-020-02341-w .
2	COLOMBO F M， CATTANEO P， BERNARDI C. Selected results of DNA-based species identification on animal foods[J]. J Sci Food Agric，2018，98（6）：2437-2439. doi：10.1002/jsfa.8713 .
3	BENTLEY D R. Decoding the human genome sequence[J]. Hum Mol Genet，2000，9（16）：2353-2358. doi：10.1093/hmg/9.16.2353 .
4	OSTRANDER E A， WAYNE R K. The canine genome[J]. Genome Res，2005，15（12）：1706-1716. doi：10.1101/gr.3736605 .
5	姚瑞. 基于高通量DNA测序的南麂列岛海洋底栖环节动物多样性分析[D].舟山：浙江海洋大学，2018.
	YAO R. Analysis of marine benthic annelid diversity in Nanji Islands based on high-throughput DNA sequencing[D]. Zhoushan： Zhejiang Ocean University，2018.
6	张谊，朱砺. 遗传标记的研究进展[J].畜牧兽医杂志，2001，20（3）：18-22. doi：10.3969/j.issn.1004-6704.2001.03.007 .
	ZHANG Y， ZHU L. A review on the progress of genetic markers[J]. Xumu Shouyi Zazhi，2001，20（3）：18-22.
7	周峻荔，韦红英，吴华，等. STR遗传标记在广西地区血友病A携带者诊断中的应用[J].中国当代儿科杂志，2012，14（12）：951-955.
	ZHOU J L， WEI H Y， WU H， et al. Application of STR genetic marker system in the detection of hemophilia A carriers in Guangxi， China[J]. Zhongguo Dangdai Erke Zazhi，2012，14（12）：951-955.
8	LINACRE A， GUSMÃO L， HECHT W， et al. ISFG： Recommendations regarding the use of non-human （animal） DNA in forensic genetic investigations[J]. Forensic Sci Int Genet，2011，5（5）：501-505. doi：10.1016/j.fsigen.2010.10.017 .
9	高红艳. 贵州北部四个民族19个X-STR基因座遗传多态性及群体遗传关系分析[D].遵义：遵义医科大学，2020.
	GAO H Y. Genetic polymorphisms and population study of 19 X-STR loci in four ethnic groups， Nor-thern Guizhou[D]. Zunyi： Zunyi Medical University，2020.
10	KANTHASWAMY S， TOM B K， MATTILA A M， et al. Canine population data generated from a multiplex STR kit for use in forensic casework[J]. J Forensic Sci，2009，54（4）：829-840. doi：10.1111/j.1556-4029.2009.01080.x
11	MENOTTI-RAYMOND M A， DAVID V A， WACH-TER L L， et al. An STR forensic typing system for genetic individualization of domestic cat （Felis catus） samples[J]. J Forensic Sci，2005，50（5）：1061-1070.
12	SHANG S， ZHANG M， ZHAO Y， et al. Development and validation of a novel 13-plex PCR system for commonly used short tandem repeats in horses （Equus caballus）[J]. Equine Vet J，2019，51（5）：688-695. doi：10.1111/evj.13047 .
13	XIA X， YAO Y， LI C， et al. Genetic diversity of Chinese cattle revealed by Y-SNP and Y-STR markers[J]. Anim Genet，2019，50（1）：64-69. doi：10.1111/age.12742 .
14	MEREDITH E P， ADKINS J K， RODZEN J A. UrsaPlex： An STR multiplex for forensic identification of North American black bear （Ursus americanus）[J]. Forensic Sci Int Genet，2020，44：102161. doi：10.1016/j.fsigen.2019.102161 .
15	VAN HOPPE M J C， DY M A V， VAN DEN EINDEN M， et al. SkydancerPlex： A novel STR multiplex validated for forensic use in the hen harrier （Circus cyaneus）[J]. Forensic Sci Int Genet，2016，22：100-109. doi：10.1016/j.fsigen.2016.02.003 .
16	TOM B K， KOSKINEN M T， DAYTON M， et al. Development of a nomenclature system for a canine STR multiplex reagent kit[J]. J Forensic Sci，2010，55（3）：597-604. doi：10.1111/j.1556-4029.2010.01361.x. .
17	YOUSEFI S， ABBASSI-DALOII T， KRAAIJEN-BRINK T， et al. A SNP panel for identification of DNA and RNA specimens[J]. BMC Genomics，2018，19（1）：90. doi：10.1186/s12864-018-4482-7 .
18	VERSCHEURE S， BACKELJAU T， DESMYTER S. Coding region SNP analysis to enhance dog mtDNA discrimination power in forensic casework[J]. Forensic Sci Int Genet，2015，14：86-95. doi：10.1016/j.fsigen. 2014.09.006 .
19	TOZAKI T， KIKUCHI M， KAKOI H， et al. Genetic diversity and relationships among native Japanese horse breeds， the Japanese Thoroughbred and horses outside of Japan using genome-wide SNP data[J]. Anim Genet，2019，50（5）：449-459. doi：10.1111/age.12819 .
20	BA H， JIA B， WANG G， et al. Genome-wide SNP discovery and analysis of genetic diversity in farmed Sika deer （Cervus nippon） in northeast China using double-digest restriction site-associated DNA sequencing[J]. G3 （Bethesda），2017，7（9）：3169-3176. doi：10.1534/g3.117.300082 .
21	袁文华. 家犬驯化过程中群体INDEL结构变异的遗传进化特征研究[D].昆明：云南大学，2019.
	YUAN W H. The evolutionary characteristics of INDEL variation during dog domestication revealed by genome-scaledpopulation analysis[D]. Kunming： Yunnan University，2019.
22	薛蕾. 山羊Indels筛选鉴定及其与生产性状关联分析[D].重庆：西南大学，2018.
	XUE L. Screening the Indel and its association with the productive traits in goats （Capra hircus）[D]. Chongqing： Southwest University，2018.
23	GAO J， SONG X， WU H， et al. Detection of rs665862918 （15-bp indel） of the HIAT1 gene and its strong genetic effects on growth traits in goats[J]. Animals （Basel），2020，10（2）：358. doi：10.3390/ani10020358 .
24	蔡继峰. 苍蝇群落演替及mtDNA分子标记的法医学研究[D].成都：四川大学，2005.
	CAI J F. The investigation of constitution and succession of flies community and the study of molecular markers of their mtDNA in the identification of forensically important species[D]. Chengdu： Sichuan University，2005.
25	ANTIL S， ABRAHAM J S， SRIPOORNA S， et al. DNA barcoding， an effective tool for species identification： A review[J]. Mol Biol Rep，2023，50（1）：761-775. doi：10.1007/s11033-022-08015-7 .
26	COX J P. Bar coding objects with DNA[J]. Analyst，2001，126（5）：545-547. doi：10.1039/b101850g .
27	吴建，高红艳，罗丽，等. DNA条形码技术及其在法医学中的应用展望[J].法医学杂志，2020，36（4）：559-564. doi：10.12116/j.issn.1004-5619.2020.04.023 .
	WU J， GAO H Y， LUO L， et al. DNA barcode technology and its application prospects in forensic medicine[J]. Fayixue Zazhi，2020，36（4）：559-564.
28	KRESS W J， ERICKSON D L. DNA barcodes： Methods and protocols[J]. Methods Mol Biol Clifton N J，2012，858：3-8.
29	陈伟才. 中国宠物行业现状和发展趋势[J].中国洗涤用品工业，2019（8）：56-59.
	CHEN W C. Present situation and development trend of pet industry in China[J]. Zhongguo Xidi Yongpin Gongye，2019（8）：56-59.
30	甘雅玲，郭中伟，刘明辉，等. 刑事案件中动物毛发的扫描电镜研究[J].电子显微学报，2003，22（6）：489. doi：10.3969/j.issn.1000-6281.2003.06.019 .
	GAN Y L， GUO Z W， LIU M H， et al. Study on animal hairs in forensic cases by SEM[J]. Dianzi Xianwei Xuebao，2003，22（6）：489.
31	王定明，余春，李世军，等. 贵州省狂犬病流行现状与防治对策研究[C]//2012年中国狂犬病年会论文集.北京，2012：154，327.
	WANG D M， YU C， LI S J， et al. Study on the epidemic status and control strategies of rabies in Guizhou Province[C]// Proceedings of the 2012 China Rabies Annual Conference. Beijing，2012：154，327.
32	陈鹏飞，罗磊. 动物袭击死亡的法医学鉴定[C]//中国法医学会·全国第二十一届法医临床学学术研讨会论文集.贵阳，2018：396-397.
	CHEN P F， LUO L. Forensic identification of the deaths caused by animal attacks[C]// Chinese Forensic Medicine Association · Proceedings of the 21st Forensic Clinical Medicine Symposium. Guiyang，2018：396-397.
33	陈积敏，胡诚志，杨帆，等. 野生动物及其制品非法贸易治理策略研究[J].林业经济问题，2021，41（2）：136-145. doi：10.16832/j.cnki.1005-9709.20200280 .
	CHEN J M， HU C Z， YANG F， et al. Study on the governance strategy of illegal trade in wildlife and its products[J]. Linye Jingji Wenti，2021，41（2）：136-145.
34	陈积敏，骆家林，陈鸿超，等. 从资源保护到国家战略：野生动植物和森林资源犯罪研究综述[J].林业经济，2016，38（11）：87-91. doi：10.13843/j.cnki.lyjj.2016.11.016 .
	CHEN J M， LUO J L， CHEN H C， et al. From resources protection to national strategy： A review of wildlife and forest resources crime research[J]. Linye Jingji，2016，38（11）：87-91.
35	倪萍娅，裴黎，戈文东，等. DNA检验技术在野生动物保护中的应用[J].法医学杂志，2011，27（6）：451-454，459. doi：10.3969/j.issn.1004-5619.2011.06.014 .
	NI P Y， PEI L， GE W D， et al. Applications of DNA identification technology in protection of wild animals[J]. Fayixue Zazhi，2011，27（6）：451-454，459.
36	钱林东，张自芳，田应华，等. 利用微卫星DNA标记进行黄牛的亲子鉴定[J].云南农业大学学报，2010，25（1）：69-74.
	QIAN L D， ZHANG Z F， TIAN Y H， et al. Pa-rentage identification of yellow cattle based on micro-satellite DNA markers[J]. Yunnan Nongye Daxue Xue-bao，2010，25（1）：69-74.
37	LUIKART G， BIJU-DUVAL M P， ERTUGRUL O， et al. Power of 22 microsatellite markers in fluorescent multiplexes for parentage testing in goats （Capra hircus）[J]. Anim Genet，1999，30（6）：431-438. doi：10.1046/j.1365-2052.1999.00545.x .
38	ZHAO X， QIU Q， LI C， et al. Genome-based development of 15 microsatellite markers in fluorescent multiplexes for parentage testing in captive tigers[J]. PeerJ，2020，8：e8939. doi：10.7717/peerj.8939 .
39	KAKOI H， KIJIMA-SUDA I， GAWAHARA H， et al. Individual identification of racehorses from urine samples using a 26-plex single-nucleotide polymorphism assay[J]. J Forensic Sci，2013，58（1）：21-28. doi：10.1111/j.1556-4029.2012.02291.x .
40	LI J J， REN M L， WANG J， et al. Breeding of new Rehmannia glutinosa variety[J]. J Environ Biol，2016，37（5 Spec No）：1037-1042.
41	MEHRA P， WELLS A D. Variant to gene mapping to discover new targets for immune tolerance[J]. Front Immunol，2021，12：633219. doi：10.3389/fimmu. 2021.633219 .
42	VERMEESCH J R， VOET T， DEVRIENDT K. Prenatal and pre-implantation genetic diagnosis[J]. Nat Rev Genet，2016，17（10）：643-656. doi：10.1038/nrg.2016.97 .
43	ZOU X， WANG Z， HE G， et al. Genetic variation and population structure analysis of Chinese Wuzhong Hui population using 30 Indels[J]. Ann Hum Biol，2020，47（3）：300-303. doi：10.1080/03014460.2020.1736627 .
44	OKAE H， MATOBA S， NAGASHIMA T， et al. RNA sequencing-based identification of aberrant imprinting in cloned mice[J]. Hum Mol Genet，2014，23（4）：992-1001. doi：10.1093/hmg/ddt495 .
45	董桂李. 法医DNA数据库中低质量数据的处理以及分析[J].法制与社会，2021（3）：82-83. doi：10.19387/j.cnki.1009-0592.2021.01.218 .
	DONG G L. Processing and analysis of low quality data in forensic DNA database[J]. Fazhi Yu Shehui，2021（3）：82-83.
46	CAMACHO-SANCHEZ M， BURRACO P， GOMEZ-MESTRE I， et al. Preservation of RNA and DNA from mammal samples under field conditions[J]. Mol Ecol Resour，2013，13（4）：663-673. doi：10.1111/1755- 0998.12108 .
47	石林春，姚辉，谢丽芳，等. 中国动物药材DNA条形码数据库[J].中国中药杂志，2014，39（12）：2155-2159. doi：10.4268/cjcmm20141201 .
	SHI L C， YAO H， XIE L F， et al. Integrated DNA barcoding database for identifying Chinese animal medicine[J]. Zhongguo Zhongyao Zazhi，2014，39（12）：2155-2159.
48	赵婉秋，陈黎，沈军达，等. 动物季节性繁殖机制研究进展[J].浙江农业科学，2017，58（1）：150-155. doi：10.16178/j.issn.0528-9017.20170148 .
	ZHAO W Q， CHEN L， SHEN J D， et al. Research progress on the mechanism of seasonal breeding in animals[J]. Zhejiang Nongye Kexue，2017，58（1）：150-155.
49	高雅，阎春霞，金天博，等. 中国19个不同地区汉族亚群的分子遗传学关系[J].西安交通大学学报（医学版），2005，26（2）：111-114. doi：10.3969/j.issn.1671-8259.2005.02.005 .
	GAO Y， YAN C X， JIN T B， et al. Research on the molecular genetic relationships of Chinese Han subpopulations[J]. Xi’an Jiaotong Daxue Xuebao （Medical sciences），2005，26（2）：111-114.
50	李莉，刘俊宏，朱如心，等. 16个X-STR基因座的连锁不平衡检验和突变率调查[J].法医学杂志，2014，30（6）：437-440. doi：10.3969/j.issn.1004-5619.2014.06.12 .
	LI L， LIU J H， ZHU R X， et al. Linkage disequilibrium and mutation rate analysis of sixteen X-STR loci[J]. Fayixue Zazhi，2014，30（6）：437-440.
51	陆惠玲，孙宏钰，欧雪玲，等. 叔侄指数计算方法[J].法医学杂志，2011，27（6）：421-424. doi：10.3969/j.issn.1004-5619.2011.06.006 .
	LU H L， SUN H Y， OU X L， et al. Calculation of the avuncular index[J]. Fayixue Zazhi，2011，27（6）：421-424.
52	郭晓媛，孙昌春，薛思瑶，等. 49AISNP：东亚北方三个族群遗传来源推断[J].遗传，2021，43（9）：880-889. doi：10.16288/j.yczz.21-073 .
	GUO X Y， SUN C C， XUE S Y， et al. 49AISNP： A study on the ancestry inference of the three ethnic groups in the north of East Asia[J]. Yichuan，2021，43（9）：880-889.
53	郭宏，李丽，杨辰，等. 动物DNA分析在法庭科学中的应用[J].中国司法鉴定，2012（2）：69-71. doi：10.3969/j.issn.1671-2072.2012.02.016 .
	GUO H， LI L， YANG C， et al. The application of animal DNA analysis in forensic science[J]. Zhongguo Sifa Jianding，2012（2）：69-71.
54	朱诗禹，徐伟，高宇，等. 基于线粒体COⅡ基因的中国大豆食心虫不同地理种群遗传分化分析[J].昆虫学报，2017，60（4）：475-486. doi：10.16380/j.kcxb.2017.04.012 .
	ZHU S Y， XU W， GAO Y， et al. Analysis of the genetic differentiation among geographic populations of Leguminivora glycinivorella （Lepidoptera： Olethreutidae） in China based on mitochondrial COⅡ gene sequences[J]. Kunchong Xuebao，2017，60（4）：475-486.
55	郑向忠，徐宏发，陆厚基. 动物种群遗传异质性研究进展[J].生物多样性，1997，5（3）：210-216.
	ZHENG X Z， XU H F， LU H J. Research progress on population genetic heterogeneity[J]. Shengwu Duoyangxing，1997，5（3）：210-216.

[1]	Jin-ting LIU, Li-ying ZHOU, Jia-hong XIANG, Zi-yi LI, Wan-ting XIE, Ke-ming YUN, Yan SHI. Research Progress on Detection of New Psychoactive Substance Piperazines in vivo [J]. Journal of Forensic Medicine, 2024, 40(3): 276-283.
[2]	Wei FANG, Ji-long ZHENG, Yi-ming FU, Yi LIU. Research Progress of Using Canine Olfactory Search for Human Remains [J]. Journal of Forensic Medicine, 2024, 40(3): 269-275.
[3]	Zhi-wei JIANG, Ruo-cheng XIA, Rui-yang TAO, Cheng-tao LI. Establishment and Validation of a Multiplex PCR Detection System for the Identification of Six Common Edible Meat Components [J]. Journal of Forensic Medicine, 2024, 40(3): 254-260.
[4]	Lei SHI, Ye XUE, Li-rong QIU, Ting LU, Fei FAN, Yu-chi ZHOU, Zhen-hua DENG. Research Progress on Dental Age Estimation Based on MRI Technology [J]. Journal of Forensic Medicine, 2024, 40(2): 112-117.
[5]	Dan-yang LI, Yu PAN, Hui-ming ZHOU, Lei WAN, Cheng-tao LI, Mao-wen WANG, Ya-hui WANG. Application of Medical Statistical and Machine Learning Methods in the Age Estimation of Living Individuals [J]. Journal of Forensic Medicine, 2024, 40(2): 118-127.
[6]	Yan-ru YAO, Jing JIN, Ying-jie WANG, Jin-zhuan ZHANG, Ying-zhe LI, Yong-xin XU. Research Progress on Biological Evidence Identification in Fire Scenes [J]. Journal of Forensic Medicine, 2024, 40(1): 64-69.
[7]	Qing-wei FAN, Ling LI, Hui-ling YANG, Ting-ting DENG, Dong-dong XU, Yun WANG, Bing DU, Jiang-wei YAN. A Bibliometric and Visual Analysis of the Current Status and Trends of Forensic Mixed Stain Research [J]. Journal of Forensic Medicine, 2024, 40(1): 20-29.
[8]	Wen-jing HU, Ting-ting YANG, Ya-ya WANG, Jiang-wei YAN. The Latest Research Progress on Cell-Free DNA and Prospects of Its Forensic Application [J]. Journal of Forensic Medicine, 2024, 40(1): 70-76.
[9]	Yun-hong XING, Yang LI, Wen-zheng WANG, Liang-liang WANG, Le-le SUN, Qiu-xiang DU, Jie CAO, Guang-long HE, Jun-hong SUN. Pathological Characteristics and Classification of Unstable Coronary Atherosclerotic Plaques [J]. Journal of Forensic Medicine, 2024, 40(1): 59-63.
[10]	Peng YUN, An-qi CHEN, Li-qin CHEN, Cheng-tao LI. Establishment and Application of a 42-plex Microhaplotype Assay in Forensic Genetics [J]. Journal of Forensic Medicine, 2024, 40(1): 50-58.
[11]	Bin YANG, Lu-yao XU, Ling-yue LI, Dong-fang QIAO, Si-hao DU, Xia YUE, Hui-jun WANG. Pathological Changes and Cause of Death Associated with the Global Novel Coronavirus Disease （COVID-19） [J]. Journal of Forensic Medicine, 2023, 39(6): 586-595.
[12]	Xin-yu DONG, Ru-xin ZHU, Yin-lei LEI, Rui-yang TAO, Cheng-tao LI. Traceability of Geographic Origin Using Human Skin and Oral Microbiota [J]. Journal of Forensic Medicine, 2023, 39(6): 557-563.
[13]	Yi-hang HUANG, Wei-bo LIANG, Hui JIAN, Sheng-qiu QU. Modeling Methods and Influencing Factors for Age Estimation Based on DNA Methylation [J]. Journal of Forensic Medicine, 2023, 39(6): 601-607.
[14]	Lin-lin GAO, Wei XIE, Su-juan ZHU, Da LI, Qin WANG, Liang HONG, You-ying LI. Forensic Validation and Application Evaluation of IDentifier DNA Typing Kit （Yan-Huang34） [J]. Journal of Forensic Medicine, 2023, 39(6): 579-585.
[15]	Xing-yu MA, Hao CHENG, Zhong-duo ZHANG, Ye-ming LI, Dong ZHAO. Research Progress of Metabolomics Techniques Combined with Machine Learning Algorithm in Wound Age Estimation [J]. Journal of Forensic Medicine, 2023, 39(6): 596-600.