药用植物亲缘关系的研究对于发现中药新资源、探讨中药有效成分的积累和代谢具有重要的意义。重楼属、延龄草属、丫蕊花属、黄精属和蜘蛛抱蛋属等5属药用植物是一类非常重要的中药资源，其中重楼等还是濒危中药资源，其内在亲缘关系特别是活性成分亲缘关系的研究还很薄弱。系统生物学研究方法可以避免单纯形态、分子生物学和化学等方法的片面性。申请人在前一个国家自然科学基金"基于化学和代谢组学的重楼属药用植物的系统生物学研究（30873378）"的支持下，研究了重楼属和延龄草属药用植物的化学成分、重楼皂苷的药效学及代谢，并探讨了重楼属和延龄草属药用植物的亲缘关系。本项目拟采用化学、DNA分子生物学、血清药物化学和代谢组学相结合的现代系统生物学理论和技术，在形态学分类的基础上，全面揭示这5属药用植物的内在亲缘关系，特别是活性成分的代谢规律，为这些药用植物的保护和可持续利用奠定理论基础。

Research on the medicinal plant relationship is important for discovering new resources, and understanding the accumulation and metabolism of effective components in traditional Chinese medicine. Paris, Trillium, Ypsilandra, Polygonatum and Aspidistra are regarded as important resources of Chinese medicinal materials, especial for genus Paris, which is an endangered natural resource. Research level on the relationship of Paris especial for its effective components relationship is still very weak. Systems biology research can avoid one-sidedness of the methods which include morphological analysis, molecular biology and chemical analysis. With the support of the National Natural Science Foundation-Research on the systems biology of genus Paris based on the chemistry and metabolomics (30873378), the chemical compositions of Paris and Trillium, the pharmacodynamics and metabolism of Paris saponins, and the relationship between Paris and Trillium were studied. Using systems biology technologies such as modern chemical method, DNA molecular biology, Serum Medicinal Chemistry and Metabonomics, on the basis of the morphological classification, this project will reveal the relationship among these five related genera of medicinal plants, especial for the discovery of the metabolic characteristics of active component. Therefore, this study will provide a theoretical basis for the conservation and sustainable utilization of medicinal plants.

重楼属、延龄草属、丫蕊花属、蜘蛛抱蛋属和黄精属五属药用植物是一类非常重要的中药资源，其中重楼还是濒危中药资源，其亲缘关系特别是活性成分亲缘关系的研究还很薄弱。系统生物学研究方法可以避免单纯形态、分子生物学和化学等方法的片面性。本项目从形态学，次生代谢产物，分子水平，大分子多糖，体外活性等方面综合考察了重楼属极其近缘属植物的亲缘关系。（1）对重楼属植物进行化学成分分离，得到并鉴定了56个化合物，并与其近缘属进行植物化学成分亲缘关系分析，通过皂苷元的氧化程度分析发现，与重楼属变化最接近的为延龄草属和丫蕊花属。氧化程度最高的目前是延龄草属。（2）通过对多糖的形态、理化性质和结构特征的分析，结果显示重楼属与延龄草属、丫蕊花属较为近缘，其次是蜘蛛抱蛋属，重楼属与黄精属差异较大。提示多糖作为初级代谢产物也可以很好的作为分类的依据用于近缘属植物的鉴定。（3）通过体外活性结合化学成分分布的分析发现，与重楼属近缘的是延龄草属、丫蕊花属及蜘蛛抱蛋属，黄精属与他们差异较大。（4）通过利用RAPD分子标记分析发现，重楼近缘五属植物关系较为近缘，其中重楼属植物与蜘蛛抱蛋属较为接近，与黄精属距离较远。总体上，从化学分类角度，与重楼属近缘的主要是延龄草属，丫蕊花属，从分子分类学角度，与重楼属近缘的是蜘蛛抱蛋属，从抗肿瘤活性方面，与重楼属近缘的是丫蕊花属、延龄草属及蜘蛛抱蛋属。本项目全面揭示了重楼近缘五属药用植物的内在亲缘关系，特别是活性成分的代谢规律，为这些药用植物的保护和可持续利用奠定理论基础。