汉代山东牛的遗传结构

《Journal of Archaeological Science: Reports》：Genetic structure of Shandong taurine cattle in Han Dynasty

古代黄牛基因组与遗传扩散研究，山东地区遗址样本分析揭示黄河流域黄牛种群遗传联系与扩散路径。

　　这项研究聚焦于中国山东省地区古代牛的遗传结构及其与周边群体的遗传关系。山东地处黄河下游，是中华古代文明的重要发源地之一。在这一地区，牛在农耕社会的发展中扮演了核心角色，不仅作为肉类和皮革的来源，更重要的是作为耕作和运输的必需役畜。然而，关于这些牛的遗传结构以及它们与周边地区的遗传联系，目前的研究仍显不足。

为了深入探讨这一问题，研究团队对来自两个山东考古遗址的25个古代个体进行了基因组测序，其中包括24个属于晚期大汶口文化时期的样本和1个属于汉代的样本。最终，只有汉代个体的基因组数据足够完整，可供进一步的群体遗传分析使用。通过分析其线粒体基因组，研究人员发现该个体属于牛科中的欧洲家牛（taurine cattle），并且主要归属于T3谱系。这一发现表明，山东省的古代家牛与晚期新石器时代陕西的 Shimao 文化遗址以及约2500年前西藏东南部的 Bangga 遗址的家牛之间存在密切的遗传联系，暗示着古代中国家牛群体之间存在显著的基因交流。

此外，研究还指出，现代的家牛群体主要源自于古代中国的家牛，且这些群体之间共享着一些遗传特征。这说明，尽管时间流逝，古代家牛的遗传成分仍然在现代家牛中占据重要地位。研究团队通过分析这些遗传数据，揭示了古代中国家牛在黄河流域的传播和适应过程，以及它们对现代家牛群体的重要遗传贡献。同时，这些发现也突显了古代家牛在早期农业中心的奠基作用，它们为中华文明的兴起提供了重要的物质基础和文化支持。

在研究过程中，团队采用了多种方法和技术，以确保数据的准确性和可靠性。首先，他们从已发表的研究数据中生成了基因型数据，这些数据来自多个数据库（如 NCBI BioProject），涵盖了不同时间点和地区的牛样本。然后，通过使用 fastp 工具去除低质量的碱基和测序误差，提高了数据的准确性。接下来，这些清理后的数据被对齐到牛的参考基因组（ARS-UCD1.2），以确保数据能够正确地映射到已知的基因组结构上。通过对齐后的 BAM 文件进行排序，团队进一步优化了数据的处理流程。

对于来自山东的25个古代个体，研究团队进行了系统的基因组测序，涵盖了从晚期大汶口文化到汉代的多个时间点。通过校准的碳测年技术，他们确定了这些个体的年代范围为2025年至4795年前，这包括了晚期大汶口文化和汉代的样本。尽管这些样本的基因组覆盖度存在差异，从0.0005×到0.0248×不等，但研究团队通过多步骤的筛选和验证，确保了所使用的数据具有足够的代表性。这些数据不仅为研究古代牛的遗传结构提供了基础，也为进一步探讨它们在历史上的作用和影响奠定了重要基础。

研究团队还强调了牛在古代社会中的多重角色。除了作为农业生产的重要工具，牛在仪式和祭祀活动中也占据着重要地位。动物埋葬的习俗通常被视为社会财富和阶层地位的象征，这反映了牛在古代社会中的价值不仅限于经济层面，还涉及文化和宗教层面。通过分析这些古代牛的遗传数据，研究团队希望能够更全面地理解它们在古代社会中的功能和意义。

在讨论部分，研究团队指出，牛作为中国古代六大主要牲畜之一，在农业社会中发挥着越来越重要的作用。通过对来自两个遗址的牛样本进行分析，他们不仅揭示了牛的遗传特征，还探讨了这些特征如何影响了牛的适应性和功能。研究团队认为，古代牛的遗传多样性可能是其在不同环境和文化背景下成功适应的重要因素之一。此外，研究还提到，古代牛的基因组数据可能为理解牛的驯化历史和演化过程提供新的视角。

研究团队还提到，尽管晚期大汶口文化时期的样本在基因组覆盖度上存在局限，但汉代样本的遗传信息为探讨古代牛的演化提供了重要的线索。通过对这些样本的分析，研究团队希望能够更清晰地描绘出古代牛的遗传结构，并进一步探讨它们在黄河流域的传播路径。这些研究不仅有助于理解牛在古代社会中的作用，也为现代畜牧业的发展提供了历史参考。

研究团队在结论部分总结了他们的发现，并指出这些结果对理解古代中国家牛的遗传历史和演化过程具有重要意义。他们强调，通过分析这些古代牛的基因组数据，可以更深入地了解它们在历史上的作用，以及它们如何影响了现代家牛的遗传结构。这些发现不仅为考古学和遗传学的研究提供了新的数据支持，也为探索古代农业社会的发展提供了重要的线索。

在作者贡献声明中，研究团队列出了每位研究人员的具体贡献，包括撰写、数据整理、方法设计、分析验证等。这些信息表明，该研究是一个多学科合作的成果，涵盖了遗传学、考古学、历史学等多个领域。此外，研究团队还声明了他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响该研究的客观性，这表明他们对研究结果的公正性和科学性持高度负责的态度。

最后，研究团队感谢了多个资助机构的支持，包括中国国家自然科学基金、福建省自然科学基金、国家社会科学基金重大项目以及多个国家和地方的科研项目。这些资助不仅为研究提供了必要的资源和资金支持，也体现了科研工作在社会和经济层面的重要性。通过这些研究，团队希望能够进一步推动对古代牛遗传历史的理解，并为相关领域的研究提供新的方向和思路。