近日，西安交通大学医学部药学院王戌梅教授团队在分子生态学领域的顶级期刊Molecular Ecology发表了题为“Harnessing landscape genomics to evaluate genomic vulnerability and future climate resilience in an east Asia perennial”（《利用景观基因组学评估东亚多年生植物的基因组脆弱性与未来气候适应力》）的研究论文。该项研究采用前沿的景观基因组学技术，首次在基因组层面系统揭示了大黄这一传统道地药材应对气候变化的适应机制。研究表明，掌叶大黄复合体已出现显著的东、西谱系分化，其未来气候适应能力呈现明显区域差异——西部种群展现出较强预适应潜力，而东部种群则面临较高适应风险。通过精准识别适应性遗传位点并模拟未来气候情景，研究团队提出了“辅助基因流动”等针对性保护策略，为这一珍贵药材资源的科学保育与产业可持续发展提供了关键科技支撑。

为破解大黄的气候适应密码，本研究团队踏遍其自然分布区，系统采集了43个野生种群的201份个体样本，并完成了全基因组重测序，获得了海量的遗传变异数据。群体遗传结构分析首次从全基因组层面证实，掌叶大黄复合体存在显著的“东-西”谱系分化，且西部谱系内部还存在更精细的亚结构，清晰地勾勒出其复杂的演化历史。

该研究的核心突破在于将基因组数据与气候环境变量进行深度关联。通过先进的基因-环境关联分析，团队从上百万个基因位点中，精准筛选出近1200个与温度季节性、年降水量等关键气候因子密切相关的核心适应性位点，即找到了大黄为了适应不同环境而在基因组上留下的“生存密码”。

基于这些“生存密码”，团队前瞻性地预测了未来气候情境下不同种群的命运。模拟分析绘制出一幅清晰的“风险地图”——高风险区：分布于中东部和东南部的大黄种群，其基因组组成与未来气候条件极不匹配，面临严重的适应不良风险；高潜力区：西部种群，特别是最北端的群体，则展现出较强的预适应 特征，可能是未来优良种质的天然宝库。

针对这一严峻挑战，团队提出了超越传统保护的全新思路——“辅助基因流动”策略。即通过科学指导，将西部种群携带的适应性基因引入东部高风险种群，人为助力其“进化”，从而有效提升整个物种应对气候变化的韧性。

不仅如此，研究还为大黄的长期保护规划了“迁徙路线图”。预测表明，为追寻历史类似的气候环境，大黄的理想分布区将整体向西迁移数百公里。为此，团队创新性地划定了三个面向未来的保护性种子区，并计算出各区域所需的种质资源采集量，为我国道地药材种质资源的精准保护、异地迁移与战略储备提供了至关重要的科学依据与实践指南。

这项成果不仅为守护大黄这一珍贵中药资源奠定了科学基础，也为全球其他濒危药用植物的气候变化适应性保护提供了可复制的“中国方案”。

西安交通大学医学部药学院王戌梅教授为论文通讯作者。冯力副教授、在读研究生王聪颖和已毕业研究生周理盼为论文共同第一作者。河南农业大学王一涵副教授和四川大学王婧教授为本研究也做出了重要贡献。该项研究获得了国家自然科学基金项目 (32271550、32370408、32371911)、陕西省基础科学(化学、生物学)研究院重点项目(22JHZ005)等项目的资助。本研究得到了西安交通大学高性能计算中心、西安交通大学国家地方联合工程研究中心以及陕西省天然药物与工程重点实验室的技术支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.70128

王戌梅教授课题组主页：https://gr.xjtu.edu.cn/web/wangxumei