The deep population history of East Asia remains poorly understood owing to a lack of ancient DNA data and sparse sampling of present-day people1,2. Here we report genome-wide data from 166 East Asian individuals dating to between 6000 bc and ad 1000 and 46 present-day groups. Hunter-gatherers from Japan, the Amur River Basin, and people of Neolithic and Iron Age Taiwan and the Tibetan Plateau are linked by a deeply splitting lineage that probably reflects a coastal migration during the Late Pleistocene epoch. We also follow expansions during the subsequent Holocene epoch from four regions. First, hunter-gatherers from Mongolia and the Amur River Basin have ancestry shared by individuals who speak Mongolic and Tungusic languages, but do not carry ancestry characteristic of farmers from the West Liao River region (around 3000 bc), which contradicts theories that the expansion of these farmers spread the Mongolic and Tungusic proto-languages. Second, farmers from the Yellow River Basin (around 3000 bc) probably spread Sino-Tibetan languages, as their ancestry dispersed both to Tibet—where it forms approximately 84% of the gene pool in some groups—and to the Central Plain, where it has contributed around 59–84% to modern Han Chinese groups. Third, people from Taiwan from around 1300 bc to ad 800 derived approximately 75% of their ancestry from a lineage that is widespread in modern individuals who speak Austronesian, Tai–Kadai and Austroasiatic languages, and that we hypothesize derives from farmers of the Yangtze River Valley. Ancient people from Taiwan also derived about 25% of their ancestry from a northern lineage that is related to, but different from, farmers of the Yellow River Basin, which suggests an additional north-to-south expansion. Fourth, ancestry from Yamnaya Steppe pastoralists arrived in western Mongolia after around 3000 bc but was displaced by previously established lineages even while it persisted in western China, as would be expected if this ancestry was associated with the spread of proto-Tocharian Indo-European languages. Two later gene flows affected western Mongolia: migrants after around 2000 bc with Yamnaya and European farmer ancestry, and episodic influences of later groups with ancestry from Turan. Genome-wide data from 166 East Asian individuals dating to between 6000 bc and ad 1000 and from 46 present-day groups provide insights into the histories of mixture and migration of human populations in East Asia.

The deep population history of East Asia remains poorly understood due to a lack of ancient DNA data and sparse sampling of present-day people. We report genome-wide data from 191 individuals from Mongolia, northern China, Taiwan, the Amur River Basin and Japan dating to 6000 BCE – 1000 CE, many from contexts never previously analyzed with ancient DNA. We also report 383 present-day individuals from 46 groups mostly from the Tibetan Plateau and southern China. We document how 6000-3600 BCE people of Mongolia and the Amur River Basin were from populations that expanded over Northeast Asia, likely dispersing the ancestors of Mongolic and Tungusic languages. In a time transect of 89 Mongolians, we reveal how Yamnaya steppe pastoralist spread from the west by 3300-2900 BCE in association with the Afanasievo culture, although we also document a boy buried in an Afanasievo barrow with ancestry entirely from local Mongolian hunter-gatherers, representing a unique case of someone of entirely non-Yamnaya ancestry interred in this way. The second spread of Yamnaya-derived ancestry came via groups that harbored about a third of their ancestry from European farmers, which nearly completely displaced unmixed Yamnaya-related lineages in Mongolia in the second millennium BCE, but did not replace Afanasievo lineages in western China where Afanasievo ancestry persisted, plausibly acting as the source of the early-splitting Tocharian branch of Indo-European languages. Analyzing 20 Yellow River Basin farmers dating to ∼3000 BCE, we document a population that was a plausible vector for the spread of Sino-Tibetan languages both to the Tibetan Plateau and to the central plain where they mixed with southern agriculturalists to form the ancestors of Han Chinese. We show that the individuals in a time transect of 52 ancient Taiwan individuals spanning at least 1400 BCE to 600 CE were consistent with being nearly direct descendants of Yangtze Valley first farmers who likely spread Austronesian, Tai-Kadai and Austroasiatic languages across Southeast and South Asia and mixing with the people they encountered, contributing to a four-fold reduction of genetic differentiation during the emergence of complex societies. We finally report data from Jomon hunter-gatherers from Japan who harbored one of the earliest splitting branches of East Eurasian variation, and show an affinity among Jomon, Amur River Basin, ancient Taiwan, and Austronesian-speakers, as expected for ancestry if they all had contributions from a Late Pleistocene coastal route migration to East Asia.

3月26日，我校社会与人类学院王传超教授作为第一作者和通讯作者，与哈佛医学院、哈佛大学人类学系、德国马普人类历史科学研究所、南洋理工大学人文学院、复旦大学、俄罗斯远东联邦大学科学博物馆、西安交通大学、蒙古国国家博物馆研究中心、乌兰巴托国立大学考古系、维也纳大学进化人类学系、华盛顿大学人类学系、台湾成功大学考古所、加州大学人类学系等全球41个单位的77位共同作者组成的国际合作团队在bioRxiv上发表预印本论文“The Genomic Formation of Human Populations in East Asia”，发布了东亚地区最大规模的古人基因组研究，包含了191个距今8000到1000年前古人基因组捕获测序，涵盖了陕北新石器时代五庄果墚遗址、台湾新石器到铁器时代汉本和公馆遗址、蒙古国50余个考古遗址、俄罗斯远东地区Boisman、Yankovsky和黑水靺鞨等遗址、日本绳文人遗址等，研究人员还报道了46个现代族群的383个样本的芯片分型数据以及94个考古碳十四测年数据，首次通过古DNA精细解析东亚人群8000年来的起源、迁徙和混合历史，也改变了东亚地区尤其是中国境内考古基因组学研究长期滞后的局面。

Abstract The ancient Silk Road served as the main connection between East and West Eurasia for several centuries. At any rate, the genetic exchange between populations along the ancient Silk Road was likely to leave traces on the contemporary gene pool of local people in Northwest China, which was the passage of the Northern Silk Road. However, genetic sources from northwestern China are under-represented in the current population-scale genomic database. To characterize the genetic architecture and adaptative history of the Northern Silk Road ethnic populations, we performed whole-genome sequencing on 126 individuals from six ethnolinguistic groups (Tibeto-Burman (TB)-speaking Tibetan, Mongolic (MG)-speaking Dongxiang/Tu/eastern Yugur, and Turkic (TK)-speaking Salar/western Yugur) living in Gansu and Qinghai in the 10K Chinese people Genomic Diversity Project (10K_CPGDP). We observed ethnicity-related differentiated population structures among these geographically close Northwest Chinese populations, that is, Salar and Tu people showed a close affinity with southwestern TB groups, and other studied populations shared more alleles with MG and Tungusic groups. Overall, the patterns of genetic clustering were not consistent with linguistic classifications. We estimated that Dongxiang, Tibetan, and Yugur people inherited more than 10% West Eurasian ancestry, much higher than that of Salar and Tu people (<7%). Hence, the difference in the proportion of West Eurasian ancestry has primarily contributed to the genetic divergence of geographically close Northwest Chinese populations. The signatures of natural selection were identified in genes associated with cardiovascular system diseases or lipid metabolism related to triglyceride levels (e.g., PRIM2, PDE4DIP, NOTCH2, DDAH1, GALNT2 , and MLIP ) and developmental and neurogenetic diseases (e.g., NBPFs 8/9/20/25P , etc.). Moreover, the EPAS1 gene, a transcription factor regulating hypoxia response, showed relatively high PBS values in our studied groups. The sex-biased admixture history, in which the West Eurasian ancestry was introduced primarily by males, was identified in Dongxiang, Tibetan, and Yugur populations. We determined that the eastern-western admixture occurred ∼783–1131 years ago, coinciding with the intensive economic and cultural exchanges during the historic Trans-Eurasian cultural exchange era.

Abstract Ancient DNA advances have reported the complex genetic history of Eurasians, but how the knowledge of ancient subsistence strategy shifts and population movements influenced the fine-scale paternal genetic structure in East Asia has not been assessed. Here, we reported one integrated Y-chromosome genomic database of 15,530 people, including 1753 ancient people and newly-reported 919 individuals genotyped using our recently-developed targeted sequencing YHSeqY3000 panel, to explore Chinese genomic diversity, population evolutionary tracts and their genetic formation mechanism. We identified four major ancient technological innovations and population movements that shaped the landscape of Chinese paternal lineages. First, the expansion of millet farmers and early East Asians from the Yellow River Basin carrying the major O2/D subclades promoted the formation of the Sino-Tibetan people’s major composition and accelerated the Tibetan Plateau’s permanent occupation. Second, rice farmers’ dispersal from the Yangtze River Valley carrying O1 and some sublineages of O2 contributed significantly to Tai-Kadai, Austronesian, Hmong-Mien, Austroasiatic people and southern Han Chinese. Third, Siberian-related paternal lineages of Q and C originated and boomed from Neolithic hunter-gatherers from the Mongolian Plateau and the Amur River Basin and significantly influenced the gene pools of northern Chinese. Fourth, western Eurasian-derived J, G and R lineages initially spread with Yamnaya steppe pastoralists and other proto-Indo-European people and further widely dispersed via the trans-Eurasian cultural communication along the Eurasian Steppe and the ancient Silk Road, remaining genetic trajectories in northwestern Chinese. Our work provided comprehensive modern and ancient genetic evidence to illuminate the impact of population interaction from the ancient farmer or herder-based societies on the genetic diversity patterns of modern people, revised our understandings of ancestral sources of Chinese paternal lineages, underscored the scientific imperative of the large-scale genomic resources of dense spatiotemporal underrepresented sampling populations to understand human evolutionary history.

Large-scale genomic projects and ancient DNA innovations have ushered in a new paradigm for exploring human evolutionary history. However, the genetic legacy of spatiotemporally diverse ancient Eurasians within Chinese paternal lineages remains unresolved. Here, we report an integrated Y-chromosome genomic database encompassing 15,563 individuals from both modern and ancient Eurasians, including 919 newly reported individuals, to investigate the Chinese paternal genomic diversity. The high-resolution, time-stamped phylogeny reveals multiple diversification events and extensive expansions in the early and middle Neolithic. We identify four major ancient population movements, each associated with technological innovations that have shaped the Chinese paternal landscape. First, the expansion of early East Asians and millet farmers from the Yellow River Basin predominantly carrying O2/D subclades significantly influenced the formation of the Sino-Tibetan people and facilitated the permanent settlement of the Tibetan Plateau. Second, the dispersal of rice farmers from the Yangtze River Valley carrying O1 and certain O2 sublineages reshapes the genetic makeup of southern Han Chinese, as well as the Tai-Kadai, Austronesian, Hmong-Mien, and Austroasiatic people. Third, the Neolithic Siberian Q/C paternal lineages originated and proliferated among hunter-gatherers on the Mongolian Plateau and the Amur River Basin, leaving a significant imprint on the gene pools of northern China. Fourth, the J/G/R paternal lineages derived from western Eurasia, which were initially spread by Yamnaya-related steppe pastoralists, maintain their presence primarily in northwestern China. Overall, our research provides comprehensive genetic evidence elucidating the significant impact of interactions with culturally distinct ancient Eurasians on the patterns of paternal diversity in modern Chinese populations.

The large-scale human genome revolution and rapidly advanced statistical innovation have updated our understanding of the fine-scale and complex genetic structure, the entire landscape of genetic diversity and the evolutionary trajectories of spatiotemporally different ancients and ethnolinguistically diverse modern populations. Recent ancient DNA research provided a detailed and complex admixture picture of ancient Europeans but limited insights into East Asians as the few available genomes. Y-chromosome variations in the male-specific regions, served as molecular archaeological tool, have unique evolutionary features that can be utilized to reconstruct the origin and subsequent interaction of ancient East Asian paternal lineages. We launched the YanHuang cohort using our designed highest-resolution capture sequencing panel to explore the detailed evolutionary trajectory of the Han Chinese, one of the largest ethnic groups in the world. We reported one of the largest uniparental genomic resources and observed multiple founding paternal lineages dominant in ancient western Eurasian, Siberian and East Asian participating in the formation of the gene pool of the Han Chinese. We identified fine-scale paternal genetic structure correlated with different patterns of ancient population interaction and geographical mountain barriers (Qinling-Huaihe line and Nanling Mountains), suggesting isolation-enhanced and admixture-introduced genetic differentiation enhanced the complexity of the Han Chinese genomic diversity. We observed a strong direct correlation between the frequency of multiple founding lineages of the Han Chinese and the proportion of subsistence-related ancestry sources related to western pastoralists, Holocene Mongolian Plateau people and ancient East Asians, reflecting the ancient migration events contributed to our identified patterns of Chinese paternal genomic diversity. We finally provided one novel and the most plausible admixture-by-admixture model, the Weakly-Differentiated Multi-Source Admixture model, as the major genetic mechanism to illuminate our observed pattern of complex interactions of multiple ancestral sources and landscape of the Han Chinese paternal genetic diversity. Generally, we presented one large-scale uniparental genomic resource from the YanHuang cohort, portrayed one novel admixture formation model and presented the entire genomic landscape with multiple ancestral sources related to ancient herders, hunter-gatherers and farmers who participated in the ancestral formation of the Han Chinese.