High-Throughput DNA sequencing of ancient wood
Stefanie Wagner
(1)
,
Frédéric Lagane
(2)
,
Andaine Seguin-Orlando
(3)
,
Mikkel Schubert
(3)
,
Thibault Leroy
(2)
,
Erwan Guichoux
(2)
,
Emilie Chancerel
(2)
,
Inger Bech-Hebelstrup
(4)
,
Vincent Bernard
(5)
,
Cyrille Billard
(5, 6)
,
Yves Billaud
(7, 8)
,
Matthias Bolliger
,
Christophe Croutsch
(9)
,
Frédérique Eynaud
(10)
,
Karl Uwe Heussner
(11)
,
Joachim Köninger
,
Fabien Langenegger
(12)
,
Frédéric Leroy
(7)
,
Christine Lima
(7)
,
Nicoletta Martinelli
(13)
,
Garry Momber
(14)
,
André Billamboz
(15)
,
Oliver Nelle
(15)
,
Antoni Palomo
(16)
,
Raquel Piqué
(16)
,
Marianne Ramstein
,
Roswitha Schweichel
,
Harald Stäuble
,
Willy Tegel
(17)
,
Xavier Terradas
(18)
,
Florence Verdin
(19)
,
Christophe Plomion
(2)
,
Antoine Kremer
(2)
,
Ludovic Orlando
(1)
1
AMIS -
Anthropologie Moléculaire et Imagerie de Synthèse
2 BioGeCo - Biodiversité, Gènes & Communautés
3 UCPH - University of Copenhagen = Københavns Universitet
4 Odense Bys Museer
5 CReAAH - Centre de Recherche en Archéologie, Archéosciences, Histoire
6 DRAC Normandie - Direction Régionale des Affaires Culturelles - Normandie
7 DRASSM - Département des Recherches Archéologiques Subaquatiques et Sous-Marines [Marseille]
8 EDYTEM - Environnements, Dynamiques et Territoires de Montagne
9 ARCHIMEDE - Archéologie et histoire ancienne : Méditerranée - Europe
10 EPOC - Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques
11 DAI - Deutsches Archäologisches Institut
12 Centre d'études en archéologie nautique
13 Dendrodata s.a.s.
14 Maritime Archaeology Trust
15 State Office for cultural Heritage Baden-Wuerttemberg
16 UAB - Universitat Autònoma de Barcelona = Autonomous University of Barcelona = Universidad Autónoma de Barcelona
17 University of Freiburg [Freiburg]
18 CSIC - Consejo Superior de Investigaciones Cientificas [España] = Spanish National Research Council [Spain]
19 Ausonius-Institut de recherche sur l'Antiquité et le Moyen âge
2 BioGeCo - Biodiversité, Gènes & Communautés
3 UCPH - University of Copenhagen = Københavns Universitet
4 Odense Bys Museer
5 CReAAH - Centre de Recherche en Archéologie, Archéosciences, Histoire
6 DRAC Normandie - Direction Régionale des Affaires Culturelles - Normandie
7 DRASSM - Département des Recherches Archéologiques Subaquatiques et Sous-Marines [Marseille]
8 EDYTEM - Environnements, Dynamiques et Territoires de Montagne
9 ARCHIMEDE - Archéologie et histoire ancienne : Méditerranée - Europe
10 EPOC - Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques
11 DAI - Deutsches Archäologisches Institut
12 Centre d'études en archéologie nautique
13 Dendrodata s.a.s.
14 Maritime Archaeology Trust
15 State Office for cultural Heritage Baden-Wuerttemberg
16 UAB - Universitat Autònoma de Barcelona = Autonomous University of Barcelona = Universidad Autónoma de Barcelona
17 University of Freiburg [Freiburg]
18 CSIC - Consejo Superior de Investigaciones Cientificas [España] = Spanish National Research Council [Spain]
19 Ausonius-Institut de recherche sur l'Antiquité et le Moyen âge
Stefanie Wagner
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Andaine Seguin-Orlando
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Thibault Leroy
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Vincent Bernard
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Frédérique Eynaud
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Joachim Köninger
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Marianne Ramstein
- Fonction : Auteur
Roswitha Schweichel
- Fonction : Auteur
Harald Stäuble
- Fonction : Auteur
Florence Verdin
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Christophe Plomion
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Antoine Kremer
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Ludovic Orlando
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Résumé
Reconstructing the colonization and demographic dynamics that gave rise to extant forests is essential to forecasts of forest responses to environmental changes. Classical approaches to map how population of trees changed through space and time largely rely on pollen distribution patterns, with only a limited number of studies exploiting DNA molecules preserved in wooden tree archaeological and subfossil remains. Here, we advance such analyses by applying high-throughput (HTS) DNA sequencing to wood archaeological and subfossil material for the first time, using a comprehensive sample of 167 European white oak waterlogged remains spanning a large temporal (from 550 to 9,800 years) and geographical range across Europe. The successful characterization of the endogenous DNA and exogenous microbial DNA of 140 (~83%) samples helped the identification of environmental conditions favouring long-term DNA preservation in wood remains, and started to unveil the first trends in the DNA decay process in wood material. Additionally, the maternally inherited chloroplast haplotypes of 21 samples from three periods of forest human-induced use (Neolithic, Bronze Age and Middle Ages) were found to be consistent with those of modern populations growing in the same geographic areas. Our work paves the way for further studies aiming at using ancient DNA preserved in wood to reconstruct the micro-evolutionary response of trees to climate change and human forest management.
Format du dépôt | Fichier |
---|---|
Type de dépôt | Article dans une revue |
Résumé |
en
Reconstructing the colonization and demographic dynamics that gave rise to extant forests is essential to forecasts of forest responses to environmental changes. Classical approaches to map how population of trees changed through space and time largely rely on pollen distribution patterns, with only a limited number of studies exploiting DNA molecules preserved in wooden tree archaeological and subfossil remains. Here, we advance such analyses by applying high-throughput (HTS) DNA sequencing to wood archaeological and subfossil material for the first time, using a comprehensive sample of 167 European white oak waterlogged remains spanning a large temporal (from 550 to 9,800 years) and geographical range across Europe. The successful characterization of the endogenous DNA and exogenous microbial DNA of 140 (~83%) samples helped the identification of environmental conditions favouring long-term DNA preservation in wood remains, and started to unveil the first trends in the DNA decay process in wood material. Additionally, the maternally inherited chloroplast haplotypes of 21 samples from three periods of forest human-induced use (Neolithic, Bronze Age and Middle Ages) were found to be consistent with those of modern populations growing in the same geographic areas. Our work paves the way for further studies aiming at using ancient DNA preserved in wood to reconstruct the micro-evolutionary response of trees to climate change and human forest management.
|
Titre |
en
High-Throughput DNA sequencing of ancient wood
|
Auteur(s) |
Stefanie Wagner
1
, Frédéric Lagane
2
, Andaine Seguin-Orlando
3
, Mikkel Schubert
3
, Thibault Leroy
2
, Erwan Guichoux
2
, Emilie Chancerel
2
, Inger Bech-Hebelstrup
4
, Vincent Bernard
5
, Cyrille Billard
5, 6
, Yves Billaud
7, 8
, Matthias Bolliger
, Christophe Croutsch
9
, Frédérique Eynaud
10
, Karl Uwe Heussner
11
, Joachim Köninger
, Fabien Langenegger
12
, Frédéric Leroy
7
, Christine Lima
7
, Nicoletta Martinelli
13
, Garry Momber
14
, André Billamboz
15
, Oliver Nelle
15
, Antoni Palomo
16
, Raquel Piqué
16
, Marianne Ramstein
, Roswitha Schweichel
, Harald Stäuble
, Willy Tegel
17
, Xavier Terradas
18
, Florence Verdin
19
, Christophe Plomion
2
, Antoine Kremer
2
, Ludovic Orlando
1
1
AMIS -
Anthropologie Moléculaire et Imagerie de Synthèse
( 445683 )
- 37 Allées Jules Guesde
31073 Toulouse
- France
2
BioGeCo -
Biodiversité, Gènes & Communautés
( 138898 )
- Site de recherche Forêt - Bois de Pierroton - 69, route d'Arcachon F-33612 Cestas Cedex FRANCE
- France
3
UCPH -
University of Copenhagen = Københavns Universitet
( 460939 )
- Nørregade 10, 1165 København, Danemark
- Danemark
4
Odense Bys Museer
( 537488 )
5
CReAAH -
Centre de Recherche en Archéologie, Archéosciences, Histoire
( 206481 )
- Université de Rennes 1
Bâtiment 24-25 Campus de Beaulieu
263, Avenue du général Leclerc
Campus de Beaulieu
CS 74205 -
35042 Rennes Cedex- France
- France
6
DRAC Normandie -
Direction Régionale des Affaires Culturelles - Normandie
( 555670 )
- Ministère de la Culture - DRAC Normandie
13 bis, rue Saint-Ouen 14052 CAEN cedex 4
tel 02 31 38 39 40
- France
7
DRASSM -
Département des Recherches Archéologiques Subaquatiques et Sous-Marines [Marseille]
( 102045 )
- 147 plage de l'Estaque 13016 Marseille
- France
8
EDYTEM -
Environnements, Dynamiques et Territoires de Montagne
( 20150 )
- Université de Savoie, Campus scientifique, 73376 Le Bourget du Lac cedex
- France
9
ARCHIMEDE -
Archéologie et histoire ancienne : Méditerranée - Europe
( 259783 )
- MISHA - 5, allée du Gal Rouvillois - CS 50008 - 67083 Strasbourg cedex
- France
10
EPOC -
Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques
( 778 )
- Avenue des Facultés - 33405 TALENCE CEDEX
- France
11
DAI -
Deutsches Archäologisches Institut
( 307882 )
- Allemagne
12
Centre d'études en archéologie nautique
( 537489 )
13
Dendrodata s.a.s.
( 426500 )
- Via Cesiolo 18
37126 VERONA
ITALIE
- Italie
14
Maritime Archaeology Trust
( 537490 )
15
State Office for cultural Heritage Baden-Wuerttemberg
( 443190 )
- Allemagne
16
UAB -
Universitat Autònoma de Barcelona = Autonomous University of Barcelona = Universidad Autónoma de Barcelona
( 98227 )
- UAB Campus 08193 Bellaterra Barcelona
- Espagne
17
University of Freiburg [Freiburg]
( 68615 )
- Friedrichstr. 39 79098 Freiburg
- Allemagne
18
CSIC -
Consejo Superior de Investigaciones Cientificas [España] = Spanish National Research Council [Spain]
( 106380 )
- Serrano 117, 28006, Madrid
- Espagne
19
Ausonius-Institut de recherche sur l'Antiquité et le Moyen âge
( 479686 )
- Maison de l'Archéologie - Université Bordeaux Montaigne -Pessac
- France
|
Public visé |
Scientifique
|
Sous-type de document pour les Articles |
Research article
|
Nom de la revue |
|
Date de publication |
2018-03
|
Volume |
27
|
Vulgarisation |
Non
|
Langue du document |
Anglais
|
Numéro |
5
|
Page/Identifiant |
1138-1154
|
Date de publication électronique |
2018-02-07
|
Audience |
Internationale
|
Comité de lecture |
Oui
|
Voir aussi |
|
Dispositif contributeur |
|
Projet(s) Européen(s) |
|
Domaine(s) |
|
Financement |
|
Projet(s) ANR |
|
Indexation contrôlée |
|
Mots-clés |
en
oak, Quercus petraea/robur, chloroplast DNA, ancient DNA, chloroplast, degradation, temperate trees
|
DOI | 10.1111/mec.14514 |
ProdINRA | 423643 |
Pubmed Id | 29412519 |
UT key WOS | 000429575900005 |
Fichier principal
High-Throughput DNA sequencing of ancient wood_accepted.pdf ( 1.68 Mo
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Origine :
Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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