近日，河南省农业科学院中药材研究所梁慧珍团队在国际分子科学权威期刊《International Journal of Molecular Sciences》（IF:5.6）发表题为"Comparative RNA-seq and Phytochemical Profiling Reveal Year-Dependent Bioactive Variations and Delineate Key Metabolic Pathways in Polygonatum sibiricum Red. Rhizome nodes"的原创研究论文。该研究通过转录组测序与植物化学轮廓联合解析，揭示黄精根茎不同年生节段活性物质的时序变异规律，阐明关键代谢通路调控机制，为黄精精准采收、分等分级与定向产业化利用提供分子理论支撑与实操方案。

黄精是我国药食同源特色中药材，根茎品质直接决定临床药效与商品价值。长期以来行业普遍认为黄精生长年限越久品质越优，实际生产中将整根根茎作为均质原料评价利用，忽略同一根茎内部不同年生节段固有的异质性，不同节段活性成分积累的分子调控机制也尚不清晰，制约黄精优质原料定向挖掘与高值化开发。

图1  黄精不同年龄节根的表型特征及主要活性成分含量差异

该研究以4年生黄精根茎为试验材料，精准划分出1-4年生4个年龄节段（HJ1-HJ4），系统测定多糖、黄酮、皂苷 3 类核心药效物质含量，结合比较转录组测序开展多组学联合分析。结果证实三类活性成分呈明显异步积累特征：多糖在3年生节段（HJ3）含量最高，黄酮在 4 年生节段（HJ4）达到峰值，皂苷则在1年生幼嫩节段（HJ1）积累最多。研究共鉴定得到19638个差异表达基因，KEGG功能富集表明淀粉-蔗糖代谢、黄酮生物合成、类固醇生物合成是调控活性物质差异积累的核心通路。黄精根茎发育过程存在一套协同转录重编程模式：发育早期优先激活骨架合成基因，随生长进程逐步开启下游修饰基因，不同代谢通路又具备独立调控逻辑。Mantel关联分析证实β-amylase3、CYP75B11、SQLE等关键基因分别与多糖、黄酮、皂苷积累显著相关，可作为黄精活性物质筛选的候选分子标记。

图2  黄精不同年龄节根主要活性成分合成通路相关基因网络分析

在技术落地层面，该成果建立“按年龄节段差异化利用” 的新思路：3年生节段可用于多糖类产品开发，4 年生节段适配抗氧化功能产品，1年生节段适合皂苷提取，2年生节段可作为大宗通用原料。改变以往整根混采混用模式，减少原料批次差异，实现不同节段资源精准应用。

该成果打破传统"整根混采混用"模式，提出按年龄节段差异化利用的新思路—不同节段可分别定向开发多糖类、抗氧化类、皂苷提取及大宗通用产品，为黄精优质原料分级采收、高值化利用及多年生根茎类中药材质量精准评价提供可借鉴的技术范式。

我院中药材研究所种质资源研究室李春明副研究员、苏小雨副研究员为共同第一作者，国家中药材产业技术体系岗位科学家梁慧珍研究员为论文通讯作者，谭政委研究员为共同通讯作者。研究得到中原学者人才项目（264000510011）、院优秀青年基金项目（2024YQ16）、国家现代农业产业技术体系（CARS-21）、河南省重点研发专项（241111310200，251111111800）等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.3390/ijms27188282