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为解决沉香自然资源紧张，探寻可持续生产沉香次生代谢物的方法，研究人员开展了金属有机框架（MOFs）诱导沉香（Aquilaria crassna）愈伤组织次生代谢物积累的研究。结果表明不同 MOFs 对次生代谢物积累影响各异，ZIF-67 在 20mg/L 时效果最佳，为相关产业提供新途径。
沉香，这种由沉香树受伤后产生的芳香树脂，在香料、传统医学和宗教仪式等领域有着极高的价值。随着全球对沉香需求的不断攀升，每千克一级沉香的价格高达 10 万美元。然而，沉香树生长缓慢，且天然资源因过度开采而日益枯竭，目前已被列入濒危物种名单。这使得寻找可持续的沉香生产方式变得迫在眉睫。
在此背景下，沙特阿卜杜拉国王科技大学（King Abdullah University of Science and Technology）和沙特环境、水与农业部植物组织培养与生物技术中心的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们聚焦于金属有机框架（Metal-Organic Frameworks，MOFs）在沉香愈伤组织培养中诱导次生代谢物积累的潜力，相关研究成果发表于《Discover Plants》。
研究人员开展这项研究主要运用了以下关键技术方法：首先，利用改良的 MS 培养基，添加特定的植物生长调节剂（Plant Growth Regulators，PGRs），从沉香茎段诱导愈伤组织并进行培养；其次，通过对比九种不同溶剂对沉香代谢物的提取效果，确定乙醇为最佳提取溶剂；最后，采用气相色谱 - 质谱联用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）技术分析代谢物。
研究结果如下：
- 最佳提取溶剂的筛选：研究人员对九种溶剂进行筛选，发现二氯甲烷、十二烷、FC-770、正己烷和四氢呋喃在目标化合物的保留时间范围内有较多背景峰，不适合后续代谢物提取；FC-3283 的提取效率较低；乙醇在提取多种沉香衍生代谢物方面表现最佳，且相比丙酮更安全，因此被选定为后续实验的提取溶剂。
- MOFs 对沉香愈伤组织次生代谢物产生的影响：研究发现，不同类型的 MOFs 对沉香愈伤组织次生代谢物的产生有不同影响。总体而言，ZIF-67 和 MOF-74 在诱导具有香料应用潜力的次生代谢物方面最为有效，而 UiO-67 的诱导效果最差。一些在对照组中未出现的次生代谢物，如 aristoline、geranyl isovalerate 和 juniperol 等，在 MOF 处理后的样本中被检测到；同时，所有 MOF 处理都导致了 trans-2-carboxycyclohexyl-acetic acid 的减少；含铜的 HKUST-1 使棕榈酸（palmitic acid）产量大幅增加，这可能是植物的一种防御机制；此外，含有锆的 UiO-67 和 MOF-808 表现出相似的代谢物生产谱。在 MOF 浓度对次生代谢物积累的影响方面，不同化合物呈现出不同的变化趋势，没有统一的规律。
研究结论和讨论部分指出，使用 MOFs 诱导沉香愈伤组织产生次生代谢物是一种有前景的研究方向。这一方法不仅有助于提高沉香次生代谢物生产的可持续性，还可能在制药、农业等多个需要植物源化合物的领域得到应用。然而，目前该研究仅为概念验证，后续还需对合成化合物的绝对量进行量化，并测试其可重复性，以确定该过程能否有效放大用于工业生产。
这项研究为沉香产业可持续发展提供了新的思路和方向，有望在未来缓解沉香资源紧张的局面，同时也为其他植物源化合物的生产研究提供了参考范例，具有重要的理论和实践意义。
