热林中心研究团队在揭示人工诱导沉香形成的生理响应研究中取得新进展

土沉香(Aquilaria sinensis)，别称白木香，为瑞香科沉香属植物，是我国重要的乡土珍贵树种，也是生产沉香(agarwood)重要的热带资源树种。当其在遭受风折、雷击、虫蛀和人工伤害的自我防御过程中，产生含有芳香油脂的木材部分称为沉香。天然的高品质沉香被誉为众香之王，位列我国四大珍稀香料“沉檀龙麝”之首，广泛应用于名贵药材、宗教用品和高档香料。

我国沉香的年需求量超过1000吨，约80%依赖进口，供需矛盾极为突出，进口沉香价格昂贵。根据不同质量的等级，均价在数百元/公斤至数十万元/公斤以上，难以满足市场的旺盛需求。因其具有极高的经济价值与市场潜力，极大地促进了土沉香种植业的规模化发展。据了解，我国土沉香种植面积已超100万亩，然而土沉香一般不能自然结香，未结香木质部呈白亮色，几乎不含沉香物质。近年来，有关人工促进结香技术的探索研究始终很热门，但前期取得突破有限，人工沉香质量也达不到天然沉香品质，尚未实现预期的经济价值。沉香结香技术的突破，不仅能够推进我国林业产业高质量发展，也有助于创造乡村振兴特色产业。

研究表明，无论是物理创伤、化学刺激或者微生物侵扰，均能诱导土沉香产生沉香，但该过程需经历较长的时间，并且不同结香技术，沉香形成的时间、产量和结香品质以及含油脂量亦不尽相同；沉香形成过程中，关键香气物质形成及其复杂的生理响应机制方面的相关研究尤为欠缺。

本研究通过开展高效结香菌液、植物类激素以及无机盐耦合诱导生产沉香实验，重点分析沉香形成过程中内源性激素、相关酶活性、主要糖类和次生代谢产物的动态变化规律，揭示了人工诱导沉香形成的差异生理机制。主要结果：与对照处理相比，人工诱导处理土沉香木质部茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)、氨基环丙烷-1-羧酸(乙烯前体ACC)和脱落酸(ABA)的防御激素浓度显著增加，赤霉素(GA)和吲哚乙酸(IAA)一类生长激素呈明显降低趋势；随着诱导时间的延长，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及脯氨酸含量先升高后下降，丙二醛含量明显降低；诱导处理后总糖和可溶性糖含量明显降低，可溶性糖含量随着时间的延长恢复较快；各诱导处理中一共鉴定出33种沉香关键香气物质，主要包括萜烯类、芳香族和色酮及其衍生物，其相对含量因处理而异。

研究成果以“Physiological characteristics during the formation of aromatic components in xylem of Aquilaria sinensis induced by exogenous substances”为题，于2024年11月发表在国际知名期刊《Frontiers in Plant Science》(JCR 2区，IF= 4.1)。热林中心沉香结香研究团队负责人庞圣江副研究员为论文第一作者，田祖为和周再知为论文通讯作者。该研究工作得到中国林科院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(CAFYBB2022MB004)、广西自然科学基金面上项目(2024GXNSFAA010402)等项目资助。该研究成果为优化和创新现有人工结香技术提供了新的思路。