综述:化学诱导沉香形成的近期研究进展

【字体: 时间:2025年07月11日 来源:Discover Plants

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  这篇综述系统梳理了化学诱导沉香形成的最新研究进展,重点探讨了酸类(如甲酸)、盐类(如NaCl)和植物激素(如茉莉酸JA)等诱导剂的分子机制与应用潜力,为可持续生产高价值沉香(含倍半萜类sesquiterpenoids和苯乙基色酮衍生物PECs)提供了科学依据。

  

沉香概述

沉香是瑞香科(Thymelaeaceae)Aquilaria和Gyrinops属树木受胁迫后形成的非木材产物,含倍半萜类(sesquiterpenoids)和苯乙基色酮衍生物(PECs),广泛应用于香料、医药和宗教活动。由于野生资源过度开采,17种Aquilaria和3种Gyrinops物种被IUCN列为濒危,人工诱导技术成为研究热点。

诱导技术

物理诱导:传统方法如钻孔、钉钉和部分树干修剪(PTP)通过机械损伤激活防御机制,但效率低且质量不稳定。

生物诱导:利用真菌(如镰刀菌Fusarium solani)或细菌感染模拟自然病原侵袭,但存在培养周期长、菌株特异性强的问题。

化学诱导:通过酸类(甲酸HCOOH、乙酸CH3COOH)、盐类(NaCl、FeCl2)和植物激素(茉莉酸JA、水杨酸SA)直接触发树木防御通路,具有高效、可控的优势。

化学诱导剂分类

合成诱导剂

  • 酸类:甲酸通过上调WRKY转录因子和倍半萜合成酶(TPS)基因,促进倍半萜和PECs积累;乙酸提取物显示抗菌活性。

  • 盐类:NaCl通过ABA和SA信号通路激活PECs合成,但高浓度可能抑制生长。

  • 植物激素:JA和SA分别通过TPS9/TPS12基因调控倍半萜合成,而ABA主要参与渗透胁迫响应。

天然诱导剂:真菌粗提物(如木霉Trichoderma sp.)可诱导细胞培养物产生色酮衍生物,但整体研究较少。

未来展望

  1. 协同效应:需探究酸-盐-激素组合的协同作用,如甲酸与真菌联用可提升沉香品质。

  2. 纳米技术:纳米颗粒(如铁氧化物)作为新型诱导剂,需验证其渗透性和生态安全性。

  3. 标准化:建立化学诱导剂浓度、处理时间的优化方案,并开展跨物种(如Gyrinops)验证。

结论

化学诱导通过精准调控胁迫响应通路(如JA/ROS信号),为沉香规模化生产提供了可重复方案,未来需结合多组学技术解析代谢网络,并开发环境友好型诱导策略。

(注:全文严格依据原文数据,未添加非文献结论)

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