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古DNA揭示山東人群跨7700年演化：母系遺傳結(jié)構(gòu)具多樣性

2021-03-05 12:01:31

　　中新網(wǎng)北京3月5日電 (記者孫自法)中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)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(shuō)，利用高效的古DNA捕獲技術(shù)，中國(guó)科學(xué)家合作團(tuán)隊(duì)首次對(duì)時(shí)間跨度近7700年的山東人群(距今9500-1800年)線粒體全基因組進(jìn)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(diǎn)，晚期受到其他地區(qū)影響，豐富了山東人群母系遺傳結(jié)構(gòu)的多樣性。

　　這項(xiàng)山東地區(qū)先民的古DNA研究由中科院古脊椎所古DNA實(shí)驗(yàn)室付巧妹研究團(tuán)隊(duì)、山東大學(xué)文化遺產(chǎn)研究院、山東省文物考古研究院共同主導(dǎo)，聯(lián)合山東大學(xué)歷史文化學(xué)院、濟(jì)南市考古研究所和北京大學(xué)考古文博學(xué)院等合作完成，成果論文近日在《科學(xué)通報(bào)》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(tuán)隊(duì) 供圖供圖攝

　　論文通訊作者付巧妹研究員介紹說(shuō)，此前，學(xué)界對(duì)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(guān)；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(shí)期，考古學(xué)和人類體質(zhì)學(xué)研究顯示，該時(shí)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(duì)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(jié)構(gòu)受到東亞南方人群的影響。

　　不過(guò)，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(jié)構(gòu)如何、母系遺傳結(jié)構(gòu)是否同外界人群有關(guān)、古代人群何時(shí)同外界人群發(fā)生互動(dòng)以及山東地區(qū)內(nèi)部沿海和內(nèi)陸人群之間在母系遺傳上是否存在聯(lián)系等問(wèn)題，仍是未解之謎。

　　為此，合作團(tuán)隊(duì)利用高效的古DNA捕獲技術(shù)，獲得地理分布上來(lái)自山東內(nèi)陸和沿海地區(qū)12個(gè)古代遺址的86條線粒體全基因組序列樣本，首次對(duì)山東地區(qū)人群母系遺傳歷史展開(kāi)長(zhǎng)時(shí)間跨度、廣地理尺度的系統(tǒng)性研究，并取得多項(xiàng)重要成果：

　　一是根據(jù)分子方差分析法檢測(cè)出來(lái)的不同時(shí)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(jiàn)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(diǎn)。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(shí)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(jié)構(gòu)的多樣性。

　　二是進(jìn)一步研究表明，在距今約3100年以后，山東的沿海和內(nèi)陸地區(qū)的人群也可能發(fā)生了基因互動(dòng)，比如共享線粒體單倍體群M8和A，導(dǎo)致在距今3100年以后山東地區(qū)沿海和內(nèi)陸的人群間母系遺傳結(jié)構(gòu)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(tuán)隊(duì) 供圖供圖攝

　　三是研究團(tuán)隊(duì)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(gè)體，并構(gòu)建B5b2支系的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，計(jì)算B5b2支系下各單倍體型的分歧時(shí)間。研究結(jié)果表明，在B5b2支系下，約9500年前的扁扁洞個(gè)體、約5500-5300年前左右的青島北阡遺址個(gè)體，可能與某些東亞和北亞人群的祖先有關(guān)，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(jìn)行擴(kuò)散。

　　付巧妹表示，最新合作研究填補(bǔ)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(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步結(jié)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)