Sachverhalt:
A. Die M._ AG (Rechtsvorgängerin der N._ AG) verkaufte mit zwei Verträgen vom 7. bzw. 17. Oktober 2002 ein in C._ gelegenes Grundstück (Nr. 1) und zwei in D._ gelegene Grundstücke (Nrn. 2 und 3) an die Y._ GmbH.
Durch Verfügung des Gerichtspräsidenten E._ vom 7. November 2005 wurde über die N._ AG der Konkurs eröffnet. Im Konkursverfahren wurden am 16. Juni 2006 der X._ AG im Sinne von <ref-law> Anfechtungsansprüche gegen die Y._ GmbH bezüglich der erwähnten Grundstückveräusserungen abgetreten.
B. B.a Mit Eingabe vom 17. Januar 2007 erhob die X._ AG beim Amtsgericht Luzern-Land_ Anfechtungsklage nach <ref-law> und verlangte, die Y._ GmbH zu verpflichten, ihr Fr. 420'000.-- nebst Zins zu 5 % seit 1. November 2002 zu zahlen.
Die Y._ GmbH beantragte Abweisung der Klage.
B.b In der Folge änderte die X._ AG mit Eingabe vom 19. Dezember 2007 das Klagebegehren dahin ab, es sei festzustellen, dass die drei Grundstücke zur Verwertung herangezogen werden könnten (Antrag Nr. 1) und der Konkursmasse der N._ AG zurückzugeben seien (Antrag Nr. 2); allenfalls sei die Y._ GmbH zu verpflichten, ihr Fr. 420'000.-- nebst Zins zu 5 % seit 1. November 2002 zu zahlen (Antrag Nr. 3); ferner sei die Konkursmasse der N._ AG anzuweisen, die drei Grundstücke zur Verwertung heranzuziehen und die Beschlagnahme zu vollziehen (Antrag Nr. 4).
In ihrer Stellungnahme vom 14. Februar 2008 stellte die Y._ GmbH die Begehren, auf Ziff. 1 der Klageanträge gemäss Eingabe vom 19. Dezember 2007 nicht einzutreten und die Klage auch in der gemäss jener Eingabe ergänzten Form vollumfänglich abzuweisen. Sie machte geltend, die Klageänderung bzw. -ergänzung möge prozessual grundsätzlich zulässig sein, doch sei bezüglich des Antrags auf Rückübertragung der Grundstücke die Frist von <ref-law> nicht eingehalten worden und der Anspruch deshalb verwirkt.
B.c Mit Teilurteil vom 16. Mai 2008 wies das Amtsgericht Luzern-Land die Einrede der Verwirkung ab und ordnete an, dass die weiteren Begehren im Endentscheid beurteilt würden.
C. Die Y._ GmbH appellierte und verlangte, die Einrede der Verwirkung sei zu schützen. Am 4. März 2009 erkannte das Obergericht (I. Kammer) des Kantons Luzern, dass die Klage abgewiesen werde.
D. Die X._ AG führt mit Eingabe vom 27. April 2009 Beschwerde in Zivilsachen. Im Hauptpunkt beantragt sie, die Sache sei in Aufhebung des obergerichtlichen Urteils zur Weiterführung des Anfechtungsprozesses an das Amtsgericht Luzern-Land zurückzuweisen. Sodann sei das Obergericht anzuweisen, die Kosten für das Appellationsverfahren neu zu verlegen.
Die Y._ GmbH beantragt, auf die Beschwerde nicht einzutreten, sie allenfalls abzuweisen.

Erwägungen:
1. 1.1 Gegenstand des angefochtenen Urteils ist eine Anfechtungsklage nach den <ref-law>, d.h. eine Schuldbetreibungs- und Konkurssache. Das Obergericht hat die Einrede der Verwirkung des geltend gemachten Anspruchs geschützt und die Klage der Beschwerdeführerin abgewiesen, so dass ein Endentscheid im Sinne von <ref-law> vorliegt. Das von der letzten kantonalen Instanz stammende Urteil (<ref-law>) unterliegt daher der Beschwerde in Zivilsachen (<ref-law>), zumal der für einen Fall der vorliegenden Art erforderliche Streitwert von 30'000 Franken (<ref-law>) weit überschritten ist.
1.2 Die Beschwerdeschrift hat ein Rechtsbegehren zu enthalten (<ref-law>). Da die Beschwerde in Zivilsachen reformatorischer Natur ist (vgl. <ref-law>), darf der Beschwerdeführer sich grundsätzlich nicht darauf beschränken, die Aufhebung des angefochtenen Entscheids zu beantragen; er hat einen Antrag zur Sache zu stellen. Wenn das Bundesgericht wegen Fehlens der erforderlichen Sachverhaltsfeststellungen im Falle einer Gutheissung der Beschwerde nicht selbst entscheiden könnte, reicht allerdings ein Rückweisungsantrag ausnahmsweise aus (<ref-ruling> E. 3.1 S. 489 f. mit Hinweisen).
Mit dem Teilurteil des Amtsgerichts ist das Verfahren auf die Frage der Verwirkung gewisser Rechtsbegehren beschränkt worden, so dass das Bundesgericht im Falle einer Gutheissung der Beschwerde von vornherein nicht in der Lage wäre, selbst über die Anfechtungsklage als solche zu entscheiden. Sollte der Eintritt der Verwirkung zu verneinen sein, wäre die Sache mit der Anweisung, den Anfechtungsprozess weiterzuführen, an das Amtsgericht zurückzuweisen. Dies entspricht dem Hauptantrag der Beschwerdeführerin. Entgegen der Auffassung der Beschwerdegegnerin ist das Rückweisungsbegehren hinreichend konkret, ergibt sich doch aus der Beschwerdebegründung, dass der Eintritt der Verwirkung bestritten wird.
1.3 Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (<ref-law>). Es ist deshalb weder durch die in der Beschwerdeschrift vorgebrachten Argumente noch durch die vorinstanzliche Begründung eingeschränkt; es kann eine Beschwerde aus einem anderen als dem geltend gemachten Grund gutheissen, aber auch mit einer von der vorinstanzlichen Argumentation abweichenden Begründung abweisen. Angesichts der in Art. 42 Abs. 1 und 2 BGG festgelegten allgemeinen Begründungspflicht prüft das Bundesgericht allerdings grundsätzlich nur die erhobenen Rügen. Es ist auf jeden Fall nicht gehalten, wie eine erstinstanzliche Behörde alle sich stellenden Rechtsfragen zu untersuchen, soweit solche nicht (mehr) vorgetragen werden (<ref-ruling> E. 1.4.1 S. 254).
2. 2.1 Das Amtsgericht war davon ausgegangen, die Beschwerdeführerin habe mit dem in ihrer Eingabe vom 19. Dezember 2007 gestellten Begehren um Rückübertragung der strittigen Grundstücke ihr ursprüngliches Klagebegehren auf Wertersatz in prozessual zulässiger Weise abgeändert. Die das Wertersatzbegehren enthaltende Klage vom 17. Januar 2007 sei innert der mit der Konkurseröffnung vom 7. November 2005 ausgelösten Verwirkungsfrist von zwei Jahren erhoben worden. Der Verwirkungsfrist nach <ref-law> unterstellt sei das Anfechtungsrecht als solches. Ob der Kläger die Frist mit einem Begehren auf Realerstattung oder einem solchen auf Wertersatz eingehalten habe, sei unerheblich, zumal er insofern ohnehin keinen Einfluss auf die Folgen der Anfechtung habe, als letztlich die tatsächlichen Verhältnisse (Person des Eigentümers des Vermögenswertes im massgebenden Zeitpunkt) über die Form der Rückgabe entschieden; der Anfechtungsbeklagte könne das Erhaltene nämlich sogar noch während des Prozesses veräussern. Der Rückgabeanspruch sei in diesem Sinne lediglich die Rechtsfolge der erfolgreichen Geltendmachung des Anfechtungsrechts; er sei zwar in der Klage mit einem entsprechenden Begehren geltend zu machen, aber nicht verwirkbar. Auch wenn im vorliegenden Fall die Beschwerdeführerin vor Ablauf der Verwirkungsfrist ausschliesslich ein Begehren auf Bezahlung einer Geldsumme gestellt habe, gehe doch sowohl aus dem Aussöhnungsgesuch als auch aus der Klagebegründung klar hervor, dass sich ihr Anspruch auf den Anfechtungstatbestand von <ref-law> (Absichtsanfechtung) stütze; ihre Klageänderung bzw. -anpassung habe keinen Einfluss auf die Verwirkungsfrist nach <ref-law> gehabt. Die von der Beschwerdegegnerin erhobene Einrede der Verwirkung sei daher abzuweisen.
2.2 Diesen Darlegungen hält das Obergericht entgegen, die Auffassung der ersten Instanz, es komme auf das konkrete Klagebegehren nicht an, finde in <ref-law> keine Stütze. Vor Amtsgericht habe die Beschwerdeführerin ausschliesslich ein Begehren auf Bezahlung einer Geldsumme von Fr. 420'000.-- gestellt. Nach <ref-law> umfasse ein paulianischer Rückerstattungsanspruch in erster Linie das Begehren auf Realerstattung und in zweiter Linie dasjenige auf Wertersatz. Es stehe dem Anfechtungskläger frei, seinen Rückerstattungsanspruch zunächst auf eine Wertersatzklage zu beschränken, doch sei für deren Gutheissung dann allerdings der Nachweis zu erbringen, dass die Rückgabe in natura nicht mehr möglich sei. Für den Fall, dass auf Wertersatz geklagt werde und der Kläger in der Folge nach Ablauf der zweijährigen Verwirkungsfrist sein Begehren in Realerstattung abändere, sei festzuhalten, dass in der Klage auf Geldleistung nicht auch das Begehren auf Realerstattung enthalten sei. Vom Hauptbegehren im Sinne von <ref-law> (auf Rückerstattung) könne auf das entsprechende Begehren auf Wertersatz geschlossen werden, nicht aber von einer Klage auf Geldleistung auf ein bestimmtes anderes Begehren. Mit ihrem Rechtsbegehren auf Bezahlung einer Geldsumme habe die Beschwerdeführerin den Streitgegenstand individualisiert, was für den Umfang der Verwirkung massgebend sei. Die geänderte Anfechtungsklage sei aufgrund der Dispositionsmaxime verwirkt. Für die anwaltlich vertretene Beschwerdeführerin wäre es ein Leichtes gewesen, sich mit einem Blick ins Grundbuch über die effektiven (Eigentums-)Verhältnisse zu vergewissern; um einer allfälligen Weiterveräusserung der Grundstücke während des Prozesses zu begegnen, hätte ein Eventualbegehren auf Wertersatz gestellt werden können.
3. Mit der (paulianischen) Anfechtung sollen Vermögenswerte der Zwangsvollstreckung zugeführt werden, die dieser durch eine der in den Art. 286 bis 288 SchKG umschriebenen Rechtshandlungen entzogen worden sind (<ref-law>). Die Anfechtungsklage berührt keineswegs die materielle Gültigkeit der Übertragung des in Frage stehenden Vermögenswertes und zielt im Falle eines Grundstücks nicht etwa darauf ab, den entsprechenden Eintrag als unrichtig, d.h. als im Sinne von Art. 974 f. ZGB ungerechtfertigt erklären zu lassen. Es geht einzig darum, das Vollstreckungssubstrat - hier die Konkursmasse - so herzustellen, wie es sich ohne die angefochtene Rechtshandlung dargeboten hätte. Bei einer Gutheissung der Klage hat der ins Recht gefasste Dritte zu dulden, dass der fragliche Vermögenswert gegebenenfalls verwertet wird (dazu <ref-ruling> E. 3 S. 268; <ref-ruling> E. 3.3 S. 232; <ref-ruling> E. 6.2 S. 239; <ref-ruling> E. 3 S. 46 f.; <ref-ruling> E. 1 S. 102). Wird die Klage wie hier von einem Abtretungsgläubiger erhoben, dient das Verwertungsergebnis der Deckung dessen Forderungen und ist ein Überschuss an die Konkursmasse abzuliefern (<ref-law>). Gemäss <ref-law> ist das Anfechtungsrecht nach Ablauf von zwei Jahren seit der Konkurseröffnung verwirkt.
4. Gegenstand der Beschwerde ist die Frage, welche Bedeutung der Eingabe der Beschwerdeführerin vom 19. Dezember 2007 zukam, insbesondere auch, ob mit ihr ein Anspruch (neu) geltend gemacht wurde, der zum Zeitpunkt des Einreichens der Eingabe bereits im Sinne von <ref-law> verwirkt gewesen sei.
4.1 Auszugehen ist von der vom 17. Januar 2007 datierten Klage, die unbestrittenermassen vor Ablauf der in <ref-law> festgelegten Verwirkungsfrist eingereicht wurde. Sie war ausdrücklich als "Actio pauliana nach <ref-law>" (Absichtsanfechtung) bezeichnet worden. Zur Begründung des Antrags auf Bezahlung von Fr. 420'000.-- hatte die Beschwerdeführerin geltend gemacht, die Beschwerdegegnerin habe für die von der M._ AG (der Rechtsvorgängerin der Konkursitin) käuflich erworbenen drei Grundstücke mit der blossen Übernahme der Grundpfandschulden - angesichts dessen, dass Banken Liegenschaften nur zu 80% belehnten - je 20 % zu wenig bezahlt.
Der Klageschrift war nach dem Gesagten mit aller Deutlichkeit zu entnehmen, dass die Beschwerdeführerin den geltend gemachten Forderungsanspruch (von Anfang an) aus einer paulianischen Anfechtung der den Grundstückübertragungen zugrunde liegenden Kaufverträge vom 7. und 17. Oktober 2002 abgeleitet hatte. Aus <ref-law> ergibt sich, dass der Anfechtungsbeklagte die Einbeziehung des durch eine verpönte Rechtshandlung erworbenen Vermögenswertes als solchen zu dulden hat, soweit er noch darüber verfügt. Ist Letzteres nicht mehr der Fall, besteht die (subsidiäre) Pflicht zur Erstattung eines entsprechenden Geldbetrags (dazu <ref-ruling> E. 3.3 S. 494). Da die hier strittigen Grundstücke sich offenbar nach wie vor im Eigentum der Beschwerdegegnerin befinden, wäre eine Zusprechung des von der Beschwerdeführerin geforderten Betrags von vornherein ausser Betracht gefallen.
4.2 In der Eingabe vom 19. Dezember 2007 wurde insofern ein neuer (Haupt-)Antrag gestellt, als die Beschwerdeführerin verlangte, die drei Grundstücke seien in die Konkursmasse einzubeziehen. Wie zuvor schon das Amtsgericht qualifiziert das Obergericht die Eingabe als Klageänderung. Es verweist auf den Entscheid der ersten Instanz, wonach die Klageänderung aus der Sicht des kantonalen Prozessrechts zulässig sei, und hält fest, diese Auffassung sei unbestritten geblieben. Die Ausführungen der Beschwerdegegnerin, die die Zulassung der Klageänderung als solche nicht in Frage stellt, geben keinen Anlass, diesen Punkt weiter zu erörtern. Zu prüfen ist einzig die Frage einer allfälligen Verwirkung im Sinne von <ref-law>.
Die Eingabe vom 19. Dezember 2007 enthielt insofern nichts Neues, als der dem Rechtsbegehren, die Verwertung der drei Grundstücke zu Gunsten der Konkursmasse zuzulassen, zugrunde liegende Sachverhalt schon aus der Klageschrift vom 17. Januar 2007 klar hervorgegangen war. Bereits aufgrund der Klageschrift wusste die Beschwerdegegnerin mit anderen Worten um die paulianische Anfechtung der Grundstückkäufe, so dass sie den Klagegrund vor Ablauf der Verwirkungsfrist von <ref-law> kannte. In BGE 39 II 368 (E. 1 S. 372) hielt das Bundesgericht - zumindest für den Fall des Konkurses, wo der durch ein anfechtbares Rechtsgeschäft veräusserte Vermögenswert in vollem Umfange zur Masse zu schlagen ist - das Klagebegehren, festzustellen, dass der Anfechtungstatbestand erfüllt sei, für ausreichend; ob das Begehren sich direkt auf die entzogenen Vermögenswerte oder auf die Feststellung der Anfechtbarkeit ihrer Veräusserung beziehe, sei letztlich das Gleiche. Das nach diesem Urteil entscheidende Rechtsbegehren war hier schon in der Eingabe vom 17. Januar 2007 gestellt worden, so dass die Abweisung der Klage wegen Verwirkung des Anfechtungsanspruchs gegen Bundesrecht verstösst.
5. Nach dem Ausgeführten ist die Beschwerde gutzuheissen, das obergerichtliche Urteil aufzuheben und die Sache zur Weiterführung des Anfechtungsprozesses an das Amtsgericht Luzern-Land zurückzuweisen. Das Obergericht wird seinerseits die Kosten- und Entschädigungsfolgen für das kantonale Verfahren neu zu regeln haben. Ausgangsgemäss sind die Gerichtskosten der Beschwerdegegnerin aufzuerlegen (<ref-law>). Diese ist ferner zu verpflichten, die Beschwerdeführerin für ihre Umtriebe im bundesgerichtlichen Verfahren zu entschädigen (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird gutgeheissen und das Urteil des Obergerichts des Kantons Luzern, I. Kammer, vom 4. März 2009 aufgehoben. Die Sache wird an das Amtsgericht Luzern-Land, zurückgewiesen mit der Aufforderung, den Anfechtungsprozess der Parteien weiterzuführen.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 10'000.-- werden der Beschwerdegegnerin auferlegt.
3. Die Beschwerdegegnerin hat die Beschwerdeführerin für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 12'000.-- zu entschädigen.
4. Die Sache wird zur Neuverlegung der Kosten und Entschädigungen des kantonalen Verfahrens an das Obergericht des Kantons Luzern, I. Kammer, zurückgewiesen.
5. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Luzern, I. Kammer, sowie dem Amtsgericht Luzern-Land schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 2. Juni 2010
Im Namen der II. zivilrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Die Präsidentin: Der Gerichtsschreiber:
Hohl Gysel