近日，郑州大学伏牛山野外科学观测研究站研究团队在国际期刊BMC Plant Biology发表题为Genomic insights into adaptive divergence and genetic vulnerability to climate change of the medicinal plant Isodon rubescens (Hemsl.) H. Hara in central China的研究论文，利用景观基因组学解析河南特色药用植物碎米桠（冬凌草）的种群分化、局域适应机制，并评估不同野生种群面对未来气候变化的遗传脆弱性，为冬凌草野生种质保护、引种栽培与气候适应性育种提供了关键基因组依据。

冬凌草（碎米桠，Isodon rubescens）是我国中原地区特色道地药用植物，济源冬凌草为国家地理标志产品，富含冬凌草甲素等活性二萜类物质，具备抗炎、抗肿瘤药理价值，产业经济价值显著。野生冬凌草广泛分布于太行山、秦岭‑伏牛山地等区域，但受人为采挖、气候波动双重胁迫，野生种质资源面临衰退风险。以往研究多聚焦化学成分与药理活性等方面，对于不同野生种群的遗传分化、环境适应机制以及气候变化风险缺乏系统解析，制约冬凌草野生资源保护和良种选育工作。

冬凌草居群的生境多样性

本研究依托伏牛山野外站长期山地野外调查平台，采集太行山、秦岭‑伏牛山17个野生种群共计130份冬凌草样品，利用RAD‑seq简化基因组测序获得SNP遗传变异，综合种群基因组、生态位模拟、梯度森林（Gradient Forest）基因组偏移分析等景观基因组学手段，系统解析地理、气候环境对冬凌草遗传结构的塑造作用，识别受选择适应性位点，预测不同种群未来气候条件下的遗传脆弱性。

主要研究发现：

1. 显著的山地谱系分化：野生冬凌草分化为太行山、秦岭‑伏牛山两大遗传谱系，秦岭‑伏牛山内部还可进一步分为秦岭、伏牛山亚组；两大谱系在更新世晚期发生分化，地形屏障造成基因交流受阻，地理隔离、环境异质性共同驱动种群遗传分化，太行山种群整体遗传多样性更高。

2. 降水是驱动局域适应的关键环境因子。研究检测到456个候选适应性SNP位点，部分位点关联抗逆、次生代谢合成相关基因；Mantel检验、冗余分析证实地理距离隔离（IBD）、环境隔离（IBE）、阻力隔离（IBR）均显著存在，降水相关气候变量是塑造冬凌草适应性遗传变异的核心驱动因子，两个类群呈现明显生态位分化。

3. 识别气候变化高风险种群。基于SSP245（低排放）、SSP585（高排放）两种未来气候情景开展基因组偏移评估，结果显示：太行山北部种群、伏牛山南部边缘种群基因组脆弱性高，未来气候下存在较高的适应失调风险。高排放情景会进一步放大这些种群的生存危机；山地地形阻隔也限制种群向适宜生境迁移，亟需优先开展保护干预。

冬凌草居群的地理位置、遗传结构与基因流

结合研究结果，团队提出针对性保护利用对策：建议将太行山、秦岭‑伏牛山划分为两套独立种质管理单元；对高脆弱风险种群优先开展就地保护，同时开展异地种质库保存；引种栽培严格匹配种源与立地环境，避免远源引种造成远交衰退；充分利用高遗传多样性种群作为育种亲本，筛选气候适应性优良种质，促进抗逆新品种培育，降低对野生资源依赖。本研究也为我国其他山地药用植物开展景观基因组学评估、种质保育提供可借鉴的研究范式。

伏牛山野外站/郑州大学生命科学学院张宁宁副研究员为通讯作者，硕士毕业生樊赛斌和生科院陆阳副教授为共同第一作者，伏牛山野外站岳彩鹏教授、朱世新教授、黄进勇教授和硕士毕业生王豫荟、赖湧参与了该研究。本研究得到了国家自然科学基金（31800551、81903747）和河南省科技攻关项目（252102110244）资助。

论文链接：https://doi.org/10.1186/s12870-026-08880-5