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研究揭示東亞家豬遺傳歷史:黃河流域是獨立的家豬馴化中心
A. 樣品分布圖;B. 所有古代樣品和現代樣品的主成份分析圖;C. 網絡結構圖;D. 同時具有古代和現代的2個單倍型。
2021年12月11日,《遺傳學報(英文版)》(Journal of Genetics and Genomics)以研究論文形式在線發表了中國科學院古脊椎動物與古人類研究所、中國社會科學院考古所和陜西省考古研究院共同主導完成的古代東亞家豬線粒體全基因組研究成果。研究獲取了42例來自于黃河流域的中國古代豬線粒體基因組數據,發現有部分類型從新石器時代早期直到現在連續存在于中國家豬群體中;全新世以來,家豬群體具有2次快速的種群擴增現象。這些研究結果對理解東亞地區的家豬母系遺傳歷史具有重要意義。
A. 簡化的系統進化關系樹;B. 推測的野豬在東亞的擴散途徑;C. 依據東亞家豬和野豬構建的系統進化關系樹;D. 貝葉斯種群擴增曲線圖。
動物的成功馴化對人類社會發展具有里程碑式的意義,豬是最早被人類馴化的動物之一,在農業社會中發揮了重要作用,它也是研究動物馴化的重要“模式動物”。至少在1萬到8千年前,家豬已在安那托尼亞地區和中國中原地區獨立馴化。古DNA的研究已證實安那托尼亞的家豬在約8500年前隨著新石時代早期的農業人口進入歐洲,但進入歐洲的家豬不斷與歐洲本地野豬混合,導致歐洲現生的家豬僅保留0-4%的近東祖源成份,顯示出幾乎完全替代的情況。而前述研究發現,東亞的情況與歐洲完全不同。
東亞家豬可能的起源區域及黃河流域野豬被馴化后的群體擴散方向示意圖。
本次研究一共獲取了42例中國黃河流域古代豬(來自于陜西:魚化寨、楊官寨等;安徽:尉遲寺;河北:小里;青海:喇家遺址)高質量的線粒體基因組數據,時間跨度為約7500-2500年前。研究發現遺址中出土的部分中國古代豬(25%,可追溯到新石器時代早期)與一些東亞現代的家豬類型一樣。表明它們存在母系遺傳的連續性,而且至少可以追溯到新石器時代早期,這一結果支持黃河流域作為一個主要的家豬獨立馴化中心。還發現古代家豬和現生家豬的線粒體相似度很高,大多數東亞現代家豬分享較近的線粒體基因組類型,并且群體具有很小的遺傳距離值,反映出東亞家豬可能來源于一個母系遺傳多樣性本來就低的祖源群體,也可能與家豬選育的過程有關系。
系統進化分枝樹的分析支持湄公河流域(包括中國西南地區、越南等地)是東亞大部分家豬群體的祖先群體(野豬群體)的來源地,這一區域可能作為末次冰盛期時的生態庇護所,幫助保留了大量的母系遺傳類型,所以在所有家豬和野豬群體中擁有最高的遺傳多樣性。通過古代和現代的線粒體基因組數據進行突變率的推算,發現東亞家豬群體的共同祖先可以追溯到2萬年以內。全新世以來,家豬群體有2次較大規模的母系有效群體擴增事件,分別開始于大約7000年和4000年前,擴增現象與東亞的氣候環境、外來農畜引入及農業社會形成與發展相聯系。這也反映了家豬的母系遺傳歷史與人類社會發展的緊密聯系。
本文通訊作者為中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的付巧妹研究員和Andrew Bennett副研究員及陜西省考古研究院胡松梅研究員,第一作者為中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的張明博士、劉逸宸博士、博士研究生Jacob D. Gardner,及中國社會科學院考古研究所的李志鵬副研究員和呂鵬副研究員。本研究得到中國科學院穩定支持基礎研究領域青年團隊計劃、中國科學院戰略性先導科技專項(B類)、國家自然科學基金等項目的支持。
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