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为明确云南重楼（Paris polyphylla var. yunnanensis）不同栽培年限的药用价值，研究人员对 3-8 年生样本开展代谢组与转录组测序。发现 8 年生总皂苷含量显著最高，获 270.65 Gb 清洁数据及 1510 种代谢物，为资源可持续利用提供依据。
在中医药现代化进程中，云南重楼（Paris polyphylla var. yunnanensis）作为重要的药用植物，其甾体皂苷类成分（如重楼皂苷 I、II、VII 等）因具有抗肿瘤、抗炎、止血等多种药理活性，成为云南白药、宫血宁胶囊等 100 余种中药的核心原料。然而，野生资源因过度开采（年消耗量超 80%）和生长缓慢（需多年积累有效成分），面临枯竭危机，人工栽培品的药用价值却因生长年限对代谢产物积累的影响机制不明，导致采收标准缺失，资源浪费与生态失衡问题凸显。在此背景下，云南中医药大学云南省傣医药与彝族医药重点实验室联合中药学院的研究团队，针对不同生长年限（3-8 年）的云南重楼开展系统研究，相关成果发表于《Scientific Data》，为破解资源困境提供了关键科学依据。
研究团队以云南文山市栽培的 3-8 年生云南重楼根茎为样本（每组 3 个生物学重复），综合运用转录组测序（获取 270.65 Gb 清洁数据）和广泛靶向代谢组分析（检测到 1510 种代谢物，涵盖酚酸、氨基酸、黄酮、甾体等类别），结合总皂苷含量测定，揭示生长年限与药效成分积累的动态关联。
生长年限对皂苷类成分的影响
通过超高效液相色谱 - 串联质谱（UPLC-ESI-MS/MS）定量分析发现，3-5 年生样本总皂苷含量低于 0.6%，未达《中国药典》标准；8 年生样本总皂苷含量（12.15±1.05 mg?g?1）显著高于其他组，其中重楼皂苷 I（6.03±0.47 mg?g?1）、II（1.66±0.30 mg?g?1）、VII（1.52±0.09 mg?g?1）含量均达峰值，表明 8 年或为最佳采收期。
代谢物组成的动态变化
代谢组分析显示，不同生长年限的代谢谱差异显著。酚酸类（186 种）为最丰富代谢物，其含量在 5 年生样本中最高（5.59±0.36%）；甾体类成分占比随年限增长呈先升后降趋势，8 年生样本中甾体类占比 14.79±0.38%，与皂苷合成前体 Diosgenin 的积累动态一致。主成分分析（PCA）和层次聚类分析（HCA）均表明，代谢物组成与生长年限呈强相关性，印证年限是影响药效的关键因子。
转录组揭示皂苷合成相关基因
转录组测序共鉴定到与甾体皂苷合成相关的关键基因，包括胆固醇合成上游的 DXS（1 - 脱氧 - D - 木酮糖 - 5 - 磷酸合成酶）、DXR（1 - 脱氧 - D - 木酮糖 - 5 - 磷酸还原异构酶）、GPPS（牻牛儿基焦磷酸合成酶），以及 SMO（甾醇合成酶）、DWF1（细胞色素 P450 酶）等。这些基因在 8 年生样本中显著高表达，与皂苷含量峰值形成转录 - 代谢联动效应，为解析合成通路提供了分子靶点。
研究结论与意义
本研究通过多组学整合分析，首次系统阐明云南重楼甾体皂苷积累的 “时间密码”：8 年生植株因关键合成基因的高效表达，驱动前体物质向活性皂苷转化，从而达到药效成分的最佳平衡。研究结果不仅为人工栽培的规范化采收（如设定 8 年为基准周期）提供了量化标准，也为通过基因编辑（如过表达 DXS、GPPS）或调控光照 / 土壤等环境因子优化皂苷合成奠定了理论基础。此外，研究建立的 “转录组 - 代谢组” 联合分析模型，为珍稀药用植物的资源评价提供了可复制的技术范式，对缓解野生药材压力、推动中医药产业可持续发展具有里程碑意义。未来，围绕关键基因的功能验证及代谢工程应用，有望进一步提升云南重楼的药用价值，助力传统中药的现代化与国际化进程。
