学术研究报告：气候变化下中国特有珍稀药用植物延胡索（Corydalis yanhusuo W. T. Wang）的综合质量分区预测分析
一、研究团队与发表信息
本研究由湖南医药学院中巴国际传统医药研究中心的Huiming Wang（第一作者）、云南中医药大学第一临床医学院的Bin Huang（共同一作）、Lei Xu以及湖南医药学院的Ting Chen（通讯作者）合作完成，发表于Biology期刊2025年8月1日第14卷，论文标题为《Prediction Analysis of Integrative Quality Zones for Corydalis yanhusuo W. T. Wang Under Climate Change: A Rare Medicinal Plant Endemic to China》。
二、学术背景与研究目标
延胡索是中国特有的珍稀药用植物，其块茎富含镇痛活性成分四氢巴马汀（tetrahydropalmatine, THP），被《中国药典》列为质量评价关键指标。然而，气候变化和人类活动导致其野生生境严重退化，2020年被列入《中国生物多样性红色名录——高等植物卷》，评估状态为“易危（VU）”。
本研究旨在：
1. 预测延胡索当前及未来气候条件下的适宜生境分布；
2. 解析影响THP积累的关键环境因子；
3. 结合生境适宜性与药用成分质量，划定综合优质种植区，为资源保护和人工栽培提供科学依据。
三、研究方法与流程
研究整合了多源数据与多模型耦合方法，具体流程如下：
1. 数据采集与处理
- 分布数据：从中国数字植物标本馆（CVH）、中国植物图像库（PPBC）和全球生物多样性信息平台（GBIF）获取延胡索分布点，经空间去重（5 km缓冲区过滤）后保留121个有效点位。
- THP含量数据：通过文献检索（CNKI和Google Scholar）筛选2014–2024年发表的22个采样点的THP测量记录。
- 环境变量：包括19项生物气候因子（WorldClim数据库）、土壤参数（Harmonized World Soil Database）及地形数据，经Pearson相关性分析（|r| > 0.8剔除冗余）后保留16项关键变量（如最湿季降水量、年均温等）。
2. 模型构建与验证
- MaxEnt模型：基于121个分布点和16项环境变量，设置75%训练集/25%测试集、10万背景点、10次交叉验证，预测生境适宜性。模型精度通过受试者工作特征曲线下面积（AUC > 0.9）验证。
- 未来气候情景：采用BCC-CSM2-MR模型模拟2050s和2090s两种共享社会经济路径（SSP126低排放与SSP585高排放）。
- THP空间分布模型：通过Spearman相关性分析筛选与THP显著相关的环境因子，结合协同克里金插值法（Co-Kriging）绘制THP空间分布图。
3. 综合质量分区
将MaxEnt输出的生境适宜性图与THP空间分布图通过栅格代数叠加，划分优质种植区。
四、主要研究结果
1. 关键环境因子：最湿季降水量（404.8–654.5 mm）和年均温（11.8–17.4°C）是影响延胡索分布的主导因子，贡献率合计达59.4%。
2. 当前适宜生境：高度适宜区（35.33×10⁴ km²）集中于长江流域及东部沿海（如四川盆地、长江中下游平原、山东半岛等），总面积210.36×10⁴ km²。
3. 未来分布变化：
- SSP126情景下，2050s适宜区向西北迁移53.33 km，2090s进一步向西南偏移79.88 km；
- SSP585情景下，2050s适宜区扩张至25.24%，但2090s因高温胁迫缩减至23.82%。
4. THP积累驱动因素：THP含量与日均温范围（bio_2）、温度季节性（bio_4）和最湿季均温（bio_7）显著正相关（p < 0.01）。
5. 优质种植区：长三角地区、华中及黄土高原部分区域（上海、浙江、湖北、河南等11省份）被划定为THP高含量与生境高适宜重叠区。
五、结论与价值
本研究首次将物种分布模型（SDM）、环境因子分析与药用成分空间预测结合，提出延胡索“综合质量分区”框架。科学价值在于揭示了气候变化下药用植物“生境-药效成分”的协同响应机制；应用价值体现在为延胡索资源保护（如限制野生采集）、人工栽培选址（优先优质区）及抗逆品种选育（耐高温/干旱性状）提供决策支持。
六、研究亮点
1. 方法创新：耦合MaxEnt、ArcGIS空间分析与Co-Kriging，实现“适宜性-质量”双维度评估。
2. 发现新颖性：明确THP积累与温度变量的非线性关系，为品质调控提供新靶点。
3. 政策意义：提出的三层次保护体系（野生管控-栽培优化-技术研发）可直接指导中医药资源管理。
七、其他价值
研究数据（如THP含量表）通过Supplementary Material公开，支持后续Meta分析。模型代码（如MaxEnt参数设置）可复用于其他濒危药用植物研究。