Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-3599
Authors: Groß, Melanie
Title: Selektive Anreicherung nukleärer humaner DNA für die populationsgenetische Analyse bronze - und eisenzeitlicher Reiternomaden des eurasischen Steppengürtels
Online publication date: 17-Jan-2020
Language: german
Abstract: In der vorliegenden Arbeit werden die Verhältnisse zwischen eisenzeitlichen reiternoma-dischen Kulturgruppen Eurasiens rekonstruiert. Für die Analyse wurden 34 Individuen (9. -2. Jh. v. Chr.) des eurasischen Steppenraums Zentralasiens und Südwest-Russlands ausgewählt. Zusätzlich konnten fünf bronzezeitliche Individuen aus dem westlichen Süd-Ural und aus der Wolga-Region, sowie zwei neolithische Individuen aus Novosibirsk ana-lysiert werden. Mit Hilfe eines Anreicherungsverfahrens (capture) auf DNA-Bibliotheken wurden genomische Daten, bestehend aus neutralen Regionen und definierten SNP-Positionen, gezielt isoliert und sequenziert. Für die optimale selektive Anreicherung wur-de zunächst ein Anreicherungsverfahren unter der Berücksichtigung der spezifischen An-forderungen von prähistorischem Skelettmaterial getestet und optimiert. Nach einer Hochdurchsatzsequenzierung und anschließender bioinformatischer Datenauswertung konnte eine durchschnittliche Abdeckung aller Zielregionen von 94,64 % und einer 5-80fachen Abdeckungstiefe erreicht werden. Mit dem erstellten Datensatz kann nachge-wiesen werden, dass sich die Populationshistorie skythischer Reiternomaden Zentralasi-ens für die jeweiligen Kulturgruppen signifikant unterscheidet. Basierend auf den durch-geführten populationsgenetischen Analysen konnte eine Heterogenität der innerasiati-schen Skythen identifiziert werden. Individuen des kasachischen Altai (Berel), des Ukok-Plateaus (Ak-Alacha) und des Chuya-Tals (Justyd) stellen keine homogene Gruppe dar. Für einzelne Individuen der Aldy-Bel-Kultur (Region Tuva) und Pazyryk-Kultur konnten deutliche ost-asiatische Bezüge nachgewiesen werden. Eine Sonderstellung innerhalb der kasachischen und sibirischen Skythen weisen Vertreter der Tagar-Kultur aus dem Minus-insker Becken auf. Die Distanz zu modernen zentral-asiatischen Populationen lässt auf eine isolierte Population mit geringem Genfluss zu lokalen Populationen schließen. Eine direkte Verwandtschaft mit Vertretern der zeitlich folgenden Pazyryk-Kultur kann eben-falls nicht angenommen werden. Ein Vertreter der Saken aus Südost-Kasachstan belegt die Verbindung südlicher Steppenomaden nach Südwest-Asien. Für die frühen Sarmaten der Orenburg-Region ist von einem kontinuierlichen Genfluss mit östlichen Skythen Zentralasiens auszugehen, jedoch mit starken Einflüssen lokaler Populationen, was auf eine genetische Kontinuität im Bereich des südlichen Urals schließen lässt. Die kaukasi-sche und osteuropäische Jäger-Sammler-Komponente in eisenzeitlichen Skythen Zentral-asiens lässt auf eine Verwandtschaft mit Jamnaja-verwandten Populationen schließen. Aufgrund der hier durchgeführten Analysen ist von einem europäischen Ursprung der bronzezeitlichen Sintaschta-Kultur auszugehen.
This thesis aims to investigate the relationships between the various cultural groups of Iron Age Eurasian nomads. 34 individuals originating from the Eurasian steppe and Southwestern Russia were selected for the analysis. In addition, five Bronze Age individ-uals from the western part of the Southern Ural means of an enrichment of DNA libraries (capture), target genomic data consisting of neutral regions and defined SNP positions were isolated and sequenced. To ensure optimum selective enrichment, an enrichment technique was initially tested and optimised, taking into consideration the specific re-quirements of prehistoric skeletal material. After high throughput sequencing and subse-quent bioinformatic data analysis, a mean target region coverage of 94.64% and a 5 80 fold sequencing depth was achieved. With the data obtained, it could be demon-strated that the population history of the Scythian horse nomads of Central Asia differs significantly between the various cultural groups. Based on the population genetic anal-yses performed for this thesis, heterogeneity was ascertained for the Central Asian Scythi-ans. Individuals originating from Altai (Berel), the Ukok Plateau (Ak-Alacha) and the Chuya Valley (Justyd) do not represent a homogeneous group. Some individuals from the Aldy Bel and Pazyryk cultures showed clear affinity to East Asia. Representatives of the Tagar culture from the Minusinsk Basin occupy a distinct position within the Kazakh and Siberian Scythians groups. The distance to modern Central Asian populations indicates an isolated group with a low level of gene flow to local populations. Similarly, direct affinity with representatives of the chronologically subsequent Pazyryk culture cannot be estab-lished. One representative of the Saka from South-eastern Kazakhstan documents the affinity of southern Steppe nomads with Southwestern Asia. With regard to the early Sarmatians from the Orenburg region, a continuous gene flow with the eastern Scythians of Central Asia must be assumed; however, with a strong influence through local popula-tions, indicating a genetic continuity in the Southern Ural area. The Caucasian and East-ern European hunter-gatherer component in all Iron Age Scythians of Central Asia sug-gests genetic affinity to Jamnaja-related populations. The population genetic analysis applied here indicate a European origin of the Bronze Age Sintasha culture.
DDC: 570 Biowissenschaften
570 Life sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 10 Biologie
Place: Mainz
ROR: https://ror.org/023b0x485
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-3599
URN: urn:nbn:de:hebis:77-diss-1000032611
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent: vii, 191 Seiten
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