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古DNA揭示山東人群演化:母系遺傳結構具多樣性
2021年03月05日 16:17 來源:中國新聞網(wǎng)

  距今9500年到1800年前山東人群母系遺傳歷史。中科院古脊椎所付巧妹研究團隊 供圖 供圖 攝

  中新網(wǎng)北京3月5日電 (記者 孫自法)中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(中科院古脊椎所)3月5日發(fā)布消息說,利用高效的古DNA捕獲技術,中國科學家合作團隊首次對時間跨度近7700年的山東人群(距今9500-1800年)線粒體全基因組進行分析研究,發(fā)現(xiàn)早期山東人群已擁有東亞南、北方人群母系遺傳特點,晚期受到其他地區(qū)影響,豐富了山東人群母系遺傳結構的多樣性。

  這項山東地區(qū)先民的古DNA研究由中科院古脊椎所古DNA實驗室付巧妹研究團隊、山東大學文化遺產(chǎn)研究院、山東省文物考古研究院共同主導,聯(lián)合山東大學歷史文化學院、濟南市考古研究所和北京大學考古文博學院等合作完成,成果論文近日在《科學通報》英文版在線發(fā)表。

古代山東人群線粒體基因組分析。中科院古脊椎所付巧妹研究團隊 供圖 供圖 攝

  論文通訊作者付巧妹研究員介紹說,此前,學界對距今約9500-7700年山東地區(qū)人群核基因組的研究已指出,古代山東人群的祖先和東亞南北方人群有關;在大汶口文化(距今約6000-4600年)和山東龍山文化(距今約4600-4000年)時期,考古學和人類體質學研究顯示,該時期的山東人群和中原地區(qū)的仰韶文化人群、河南龍山文化人群有密切的聯(lián)系和交流;針對約3000年前的人群線粒體高突變區(qū)研究表明,距今3000年以后山東人群的母系遺傳結構受到東亞南方人群的影響。

  不過,在約9500年到1800年前之間,山東地區(qū)早期人群的母系遺傳結構如何、母系遺傳結構是否同外界人群有關、古代人群何時同外界人群發(fā)生互動以及山東地區(qū)內部沿海和內陸人群之間在母系遺傳上是否存在聯(lián)系等問題,仍是未解之謎。

  為此,合作團隊利用高效的古DNA捕獲技術,獲得地理分布上來自山東內陸和沿海地區(qū)12個古代遺址的86條線粒體全基因組序列樣本,首次對山東地區(qū)人群母系遺傳歷史展開長時間跨度、廣地理尺度的系統(tǒng)性研究,并取得多項重要成果:

  一是根據(jù)分子方差分析法檢測出來的不同時間段的人群間的差異,山東地區(qū)的人群可分為約9500-4600年前的早期人群和約4600-1800年前的晚期人群。在早于4600年前的樣本中發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)今東亞南、北方人群中常見的單倍體群D4、D5、B4c1和B5b2,即早期山東人群已擁有東亞南方和北方人群的母系遺傳特點。相較早期山東人群,晚期山東人群中新增多種線粒體單倍體群,暗示在龍山文化時期及之后山東地區(qū)古代人群受到其他地區(qū)人群的影響,這些影響豐富了山東地區(qū)人群母系遺傳結構的多樣性。

  二是進一步研究表明,在距今約3100年以后,山東的沿海和內陸地區(qū)的人群也可能發(fā)生了基因互動,比如共享線粒體單倍體群M8和A,導致在距今3100年以后山東地區(qū)沿海和內陸的人群間母系遺傳結構的差異大幅降低。

單倍體群B5b支系人群的基因分析。中科院古脊椎所付巧妹研究團隊 供圖 供圖 攝

  三是研究團隊在約9500年前的山東沂源縣扁扁洞遺址發(fā)現(xiàn)目前所知最古老的單倍體遺傳基因B5b2支系個體,并構建B5b2支系的系統(tǒng)發(fā)育樹,計算B5b2支系下各單倍體型的分歧時間。研究結果表明,在B5b2支系下,約9500年前的扁扁洞個體、約5500-5300年前左右的青島北阡遺址個體,可能與某些東亞和北亞人群的祖先有關,即B5b2這一支系人群很可能是從山東地區(qū)向外部地區(qū)進行擴散。

  付巧妹表示,最新合作研究填補了山東地區(qū)人群距今9500-1800年的線粒體基因組數(shù)據(jù)的部分空白。后續(xù),研究團隊將進一步結合山東地區(qū)人群Y染色體和核基因組研究,更深入了解山東人群遷徙和演化的歷史。(完)