编辑推荐：
沉香作为一种珍贵的树脂类芳香物质，具有重要的药用和商业价值。但过度开采使其野生资源匮乏，人工诱导技术虽有发展，但其内生微生物在沉香形成过程中的作用却不清楚。研究人员通过火钻和火钻 + 盐水处理，探究其对沉香代谢物和内生菌的影响。结果表明，适度盐水浓度处理可促进沉香精油和代谢物产生，且内生菌与沉香香气成分形成密切相关。该研究为可持续沉香生产提供了科学依据。
沉香，这一珍贵的树脂类芳香物质，不仅在传统医学中占据重要地位，可用于促进气血循环、缓解疼痛等，在香料和香水行业也备受青睐，有着极高的市场价值。然而，由于全球市场对沉香的需求不断攀升，野生沉香资源遭到过度开采，已被列入濒危物种国际贸易公约附录 II。为了实现沉香的可持续生产，人们开展了大量人工种植，并尝试多种人工诱导沉香形成的技术 ，如真菌接种、化学创伤等方法。但目前，这些技术仍存在诸多问题，比如传统方法耗时久、成本高、产量低且质量不稳定；微生物诱导法易受外界因素影响，产量不一致；化学造香法虽操作简便、产量高，但存在重金属超标问题，不适用于药用。更为关键的是，在沉香形成过程中，内生微生物（包括细菌和真菌）的分布及其对挥发性化合物合成的影响，在很大程度上仍是未知领域。
为了解开这些谜团，中国林业科学研究院热带林业研究所等机构的研究人员开展了一项深入研究。他们以 9 年生的白木香（Aquilaria sinensis）为研究对象，通过火钻和火钻 + 盐水处理的方式，利用多组学技术，研究不同处理下白木香内生菌群落结构和代谢物的变化，进而揭示内生微生物与沉香形成之间的关系。该研究成果发表在《BMC Plant Biology》杂志上，为沉香的可持续生产提供了重要的理论支持。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，采用气相色谱 - 质谱联用（GC-MS）技术分析沉香乙醇提取物中的代谢物成分；其次，运用 16S 和 ITS 扩增子测序技术对内生菌进行分类鉴定和多样性分析；最后，通过 Spearman 和 Pearson 相关性分析等统计方法，研究内生菌与代谢物之间的关系。研究样本来自广东省化州市平定镇的一片白木香种植园。
研究结果如下：
- 沉香精油和代谢物成分：经过火钻和盐水处理后，沉香芯材颜色逐渐变深，处理组的精油含量显著高于对照组。其中，火钻 + 0.4 mmol 盐水（FSM）处理组的精油产量最高。GC-MS 分析显示，处理组的代谢物数量和浓度均显著增加，且随着盐水浓度的升高而增加。在差异表达的代谢物中，香豆素（Chromones）、倍半萜（Sesquiterpenes）和琼脂四醇（Agarotetrol）等沉香香气成分显著增加，这些成分与沉香的形成和品质密切相关。
- 内生菌多样性：16S 和 ITS 扩增子测序结果表明，火钻和盐水处理显著改变了白木香内生菌的群落结构。随着时间的推移和盐水浓度的增加，细菌的 OTU（Operational Taxonomic Unit，操作分类单元）数量呈现先增加后减少的趋势，而真菌的 OTU 数量则逐渐减少。在不同处理组中，FSM 处理组的细菌多样性最高，FSL 处理组的真菌多样性最高。通过功能预测分析发现，内生细菌的主要功能包括代谢、环境信息处理等，而内生真菌的主要营养模式在对照组中以共生营养型（Symbiotroph）为主，在处理组中则以腐生营养型（Saprotroph）为主。
- 内生菌与代谢物的相关性：通过相关性分析发现，细菌中的酸杆菌门（Acidobacteriota）、衣原体门（Chlamydiae）、拟杆菌门（Bacteroidota）和放线菌门（Actinobacteria），以及真菌中的罗兹菌门（Rozellomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、阿菲迪菌门（Aphelidiomycota）和被孢霉门（Mortierellomycota）与沉香的香气成分如香豆素、倍半萜和琼脂四醇的形成呈正相关。这表明这些内生菌在沉香的形成过程中发挥着重要作用。
研究结论和讨论部分指出，火钻和盐水处理能够显著诱导和维持白木香中沉香的形成。内生细菌和真菌在沉香形成过程中具有重要意义，它们与宿主植物之间存在着复杂的相互作用。该研究不仅揭示了内生微生物与沉香代谢物之间的关系，还为可持续沉香生产提供了新的思路和方法。例如，在实际生产中，可以通过调控内生菌群落结构，优化沉香的产量和品质。然而，目前的研究仍存在一定的局限性，未来还需要进一步开展细菌和真菌接种实验，结合环境因素研究，全面深入地了解影响沉香诱导的所有因素，从而推动沉香产业的可持续发展。
