沉香樹研究進展及建議

鄭科++谷麗萍++張立新++劉玉蓉

摘要 本文將多年來相關沉香樹的研究，包括其化學成分、種質資源、繁育與栽培技術、結香技術、內生真菌、病蟲害、綜合利用等方面進行了總結，并在此基礎上，提出了發(fā)展沉香樹的建議，以期為沉香樹的開發(fā)利用提供科學參考。

關鍵詞 沉香樹；化學成分；內生真菌；結香技術；建議

中圖分類號 S567.1+9 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）11-0068-04

Research Progress and Suggestions of Aquilaria sinensis（Lour.） Spreng

ZHENG Ke GU Li-ping * ZHANG Li-xin LIU Yu-rong

（Yunnan Forestry Academy，Kunming Yunnan 650201）

Abstract The research progress of Aquilaria sinensis（Lour.） Spreng was elucidated in this paper，including chemical composition，germplasm resources，cultivation technology，producing eaglewood technonlogy，endophytic fungi，plant diseases and insect pests，and comprehensive utilization.On the above，some suggestions on cultivating Aquilaria sinensis（Lour.） Spreng were put forward in order to provide scientic references for development and utilization of Aquilaria sinensis（Lour.） Spreng.

Key words Aquilaria sinensis（Lour.） Spreng；chemical composition；endophytic fungi；producing eaglewood technonlogy；suggestion

白木香[Aquilaria sinensis（Lou r.）Gilg.]，又稱女兒香、土沉香、香樹、牙香樹，屬瑞香科（Thymelaeaceae）沉香屬（Aqu-ilaria Lam.），分布在福建、廣東、廣西、海南、臺灣等地。白木香為國家二級瀕危植物，以帶黑色樹脂的干燥心材入藥，藥材名沉香[1-3]，主治心腹疼痛、氣逆喘息、呃逆、腰膝虛冷、大腸虛閉、嘔吐等癥。沉香用途廣泛，除用于中藥外，還用于香料以及工藝品雕刻，近年來沉香價值飆升，達到“一片萬金”的程度，而且沉香樹花、葉、果皮、枝干綜合利用途徑也越來越廣泛[4-5]。

本文總結了沉香樹前期研究進展，分析了存在的問題，并提出建議，以期為沉香樹的科學研究提供參考。

1 研究進展

1.1 種質資源

沉香屬（Aquilaria Lam.），包括15種（不包括云南小種），分布于印度、馬來西亞、印度尼西亞以及亞洲東南部。我國主要有白木香、云南沉香（Aquilaria yunnanensis S.C.Huang）等2種，產自云南、廣西、廣東、海南、臺灣等地。白木香海南最盛產；從南亞次大陸的東北部到印度尼西亞群島、巴布亞新幾內亞群島，都產沉香[6-8]。

我國沉香的野生資源破壞嚴重，需加以保護，而人工栽培沉香樹長勢很好[9]。一般沉香來自于瑞香科植物沉香屬，也有報道瑞香科其他屬（Gyrinops）植物也可能產沉香[10]。根據研究，我國白木香具有較高的遺傳變異水平[11]。

對白木香群體的表型（葉片形狀、冠幅、胸徑以及樹高）多樣性進行了分析[12]，各性狀在白木香居群內和居群間均存在廣泛的變異性，居群內F值在24.033～94.081之間、居群間F值在6.520～13.867之間。白木香居群間的平均表型分化系數為33.38%，說明居群間的多樣性程度小于居群內[2]。居群內平均方差分量為52.62%，說明居群內的變異是白木香表型變異的主要部分[4]。另外，各地理因子中對性狀影響的主次順序依次為海拔、年均氣溫、年降雨量。

目前，對沉香樹種質資源收集與創(chuàng)新工作研究很零散、初步，不能滿足國內生產種植的需要。

1.2 化學成分

1.2.1 沉香木。沉香作為一種有藥用功能的生物材料，其內部的化學成分研究一直為人們所重視，分離鑒別出的化合物主要有3類，即芳香族類、倍半萜以及2-苯乙基色酮衍生物。

（1）芳香族成分。國產沉香分離得到對甲氧基芐基丙酮、芐基丙酮和茴香酸等，進口沉香的芳香族成分也較為近似。

（2）倍半萜。倍半萜多具有較強的香氣和生物活性，是日常醫(yī)藥、食品、化妝品工業(yè)的重要原料。進口沉香分離得到的倍半萜：沉香螺旋醇、α-沉香呋喃、β-沉香呋喃、二氫沉香呋喃、3，4-二羥基二氫沉香呋喃、去甲沉香呋喃酮、4-羥基二氫沉香呋喃、沉香醇[1]、Gmelogarofuran、Jinkohol、Jin-koholⅡ、（-）-10-epi-γ-Eudesmol、白木香醛（+）-Karanone、Dihydrok-aranone等。后來又分離得到Neopetasone、（-）-Selina-3，11-dien-14-al、（-）-Methylselina 3，11-dien-14-al等。國產沉香分離的主要成分包括白木香呋喃酸、沉香螺旋醇、去氫白木香醇、呋喃白木香醛、β-沉香呋喃、呋喃白木香醇、異白木香醇[3-4]。

（3）2-苯乙基色酮衍生物。從國產沉香中提取到2-（2-苯乙基）色酮、6，7-二甲氧基-2-（2-苯乙基）色酮、6-甲氧基-2-[2-（3-甲氧基苯）乙基]色酮、6-甲氧基-2-（2-苯乙基）色酮[1-2]、6-羥基-2-[2-（4′-甲氧基苯）乙基]色酮、6-羥基-2-（2-苯乙基）色酮、6，7-二甲氧基-2-[2-4′-甲氧基苯）乙基]色酮等衍生物；進口沉香提取的2-苯乙基色酮衍生物4類，即2-（2-苯乙基）色酮類、5，6，7，8-四羥基四氫-2-（2-苯乙基）色酮類、2-苯乙基色酮二聚體類、2-苯乙基色酮的三聚體類。

國產沉香和進口沉香的化學成分同屬相同的類型，試驗發(fā)現其中的倍半萜類對神經系統有明顯的生理活性，2-苯乙基色酮類具有抗過敏作用[2-4]，芐基丙酮是止咳的有效成分。

1.2.2 沉香樹。近年來，人們對沉香植株已經進行了綜合利用，如用適宜種源的沉香葉做茶、用果皮泡制保健酒等，相應地對沉香植株內部化學成分進行了研究。

（1）沉香種子。從白木香種子揮發(fā)油中共檢出23個成分，鑒定了其中的19個化合物，含量占總油的87.63%。棕櫚酸含量最高，為 23.61%，其他含量較高的依次為有壬二酸雙-1-甲基丙酯、9-氧代-壬酸丁酯、9-氧代-壬酸乙酯、油酸、亞油酸乙酯，含量分別為13.02%、13.76%、4.41%、3.58%、3.65%等[13]。白木香種子揮發(fā)油檢出的2，4-二叔丁基苯酚在沉香藥材中也有發(fā)現[14]。但研究中未發(fā)現種子揮發(fā)油有沉香特征性成分，也未發(fā)現沉香中常見的倍半萜類成分。

研究白木香種子脂肪酸組成[15]，發(fā)現白木香種子油含量遠高于其他木本植物的種子，為68.5%，白木香種子油中油酸、硬脂酸、棕櫚酸的含量分別占62.75%、15.92%、14.52%。油酸和硬脂酸分別是含量最高的不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸?？偛伙柡椭舅?、飽和脂肪酸分別占脂肪酸含量的68.52%、31.48%。SFA（飽和脂肪酸）∶MUFA（單不飽和脂肪酸）∶PUFA（多不飽和脂肪酸）=1.00∶2.04∶0.13，白木香種子含油量較高，且具有重要的營養(yǎng)價值，也可作為生物燃料之一，但缺點是生物量太少。

（2）沉香樹干。通過化學成分分析，從白木香樹干的乙醇提取物中分離得到5個黃酮類化合物，經波譜分析分別鑒定為洋芹素-7，4′-二甲醚、5-羥基-7，3，′4′-三甲氧基黃酮、木犀草素-7，4′-二甲醚、芫花素和4，′5-二羥基-3，′7-二甲氧基黃酮[1，5]。經濾紙片法進行抗菌活性測試，結果表明，化合物1～5均不具有抗金黃色葡萄球菌活性；經MTT法進行細胞毒活性測試，結果表明，化合物1～5均不具有細胞毒活性[16]。據報道[17]，化合物1～4均具有良好的清除羥自由基活性，其活性強弱順序為芫花素>木犀草素-7，4′-二甲醚>5-羥基-7，3，′4′-三甲氧基黃酮>洋芹素-7，4′-二甲醚；芫花素和木犀草素-7，4′-二甲醚還具有很好的清除超氧陰離子和清除過氧化氫活性；除此之外，芫花素還具有良好的殺蟲效果，且對人畜無害[18]。白木香樹干的化學成分中含有豐富的黃酮類化合物，其中以芫花素和洋芹素-7，4′-二甲醚為主要成分。

（3）沉香果皮。在云南省，特定優(yōu)良沉香樹種源的果皮已經被作為茶葉、藥酒的重要原料，制成的產品已經在部分地區(qū)市場上流通，具有良好的市場反應。

前期研究了白木香果皮的揮發(fā)性成分、抗腫瘤活性以及抗菌活性[19-20]。研究中，白木香果皮共獲得131個色譜峰，檢出28個化合物，其中芳香族化合物含量占揮發(fā)性成分的7.79%，倍半萜占5.44%，脂肪酸相對含量為3.08%，同時檢出2個2-（2-苯乙基）色酮類和1個色原酮成分，總相對含量為12.3%；白木香果皮的揮發(fā)性成分中檢出大量沉香特征性成分。

白木香果皮提取物能顯著抑制人乳腺癌細胞的增殖?？咕钚苑矫?，白木香果皮三氯甲烷提取物對金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、銅綠假單胞菌有顯著抑制作用，最小的抑菌濃度分別為6.25、6.25、12.50 g/L，不能抑制大腸桿菌；對綠色木霉、黑曲霉、黃曲霉也有明顯的抑制作用，最小的抑菌濃度分別為6.25、6.25、12.50 g/L?？梢?，白木香果皮提取物具有顯著的抗菌活性，值得開發(fā)利用。

（4）沉香葉。白木香葉中含有多種生物活性物質，例如多糖、氨基酸、黃酮以及苷類、酚類[21]。劉玉峰等[22]研究沉香葉中的揮發(fā)油，檢出154 個色譜峰，鑒定出41 個化合物。聶春曉等[23]從白木香葉中鑒定了13 個化合物，并首次從沉香屬植物中分離得到對羥基苯甲酸。路晶晶等[24]從白木香葉中分離出洋芹素-7，4′-二甲醚、5-羥基-7，3，4，-三甲氧基黃酮、木犀草素-7，4′-二甲醚、芫花素、木犀草素、羥基芫花素。白木香葉脂溶性化學成分中[25]，分離得到了11個化合物，分別鑒定為β-谷甾醇、二十六烷酸、隱丹參酮（cryp-totanshinone）、2α-羥基熊果烷（2α-hydroxyursane）、二氫丹參酮I（dihydrotanshinone I）、丹參酮I（tanshinone I）、丹參酮ⅡA（tanshinoneⅡA）、2α-羥基熊果酸（2α-hydroxyursolic acid）、對羥基苯甲酸（p-hydroxybenzoic acid）、對羥基苯酚（hyd-roquinone）和胡蘿卜苷。沉香具有納氣平喘的功效。芫花素在沉香葉中含量較高，含有黃酮類成分，具有祛痰平喘等作用[26]。

沉香葉中的活性化學成分主要集中在黃酮類化合物，沉香葉具有較強的抗氧化活性功能。

1.3 繁育與栽培技術

當前沉香樹實生繁育與種植技術比較成熟。

種子是沉香種植首要考慮因子，沉香的種子屬于頑拗性種子，很容易失去活力。白木香種子可分為3個等級[27]，分別為一等：種子粒大、飽滿，每粒種子質量為0.147～0.159 g，長1.38～1.65 cm，寬0.74～0.78 cm，高0.50～0.70 cm；二等：種子大小中等、飽滿，每粒種子質量為0.133～0.135 g，長1.20～1.50 cm，寬0.62～0.68 cm，高0.50～0.58 cm；三等：種子較小，每粒種子質量為0.105～0.112 g，長1.10～1.32 cm，寬0.50～0.60 cm，高0.40～0.50 cm。

白木香種子在花后78 d獲得最大干重，進入生理成熟期，此時萌發(fā)率接近最大值，胚在花后57～85 d，脫水耐性逐漸增強，并在花后85 d獲得最大脫水耐性[28]；含水量為 7.35%的白木香種子置于液氮中保存為一種安全、有效的長期保存方法[23]。

種子要在十年生以上的優(yōu)良母樹上采集，一般在7月果實成熟時采種[29]，當果實由綠變棕，種子開始掉落時即為成熟[30]。苗木培育時，先培養(yǎng)小芽苗，然后移植入營養(yǎng)袋育袋苗，要注意不要傷根，而且適度遮蔭有利于苗木成活[31]。上山造林時苗木年齡在條件允許下盡量達到一年半生以上。

造林時間福建、廣東在4月左右，而云南要在5月中旬雨季來臨以后，由于結香需要一定的樹齡，因而栽培采用混交，林下間種生長周期短的藥用植物，如益智（Alp inia oxyphy lla）、紅豆蔻（A.galanga）等，達到以短養(yǎng)長的目的[32]。造林后的撫育管理、松土除草十分重要[30]。

沉香實生繁殖栽培相對簡單，扦插無性繁殖成活相對比較難[33]。

1.4 結香技術

結香技術是沉香樹產業(yè)的核心技術，結香分天然形成與人工。由于需求強烈，近幾年相關人工結香技術研究的比較多。

1.4.1 結香機理。接菌結香方面，國內主要集中在黃綠墨耳菌結香。自20世紀30年代，國外開展了大量這方面的研究，從沉香屬植物樹體的結香部位分離報道的真菌主要有鐮刀菌（Fusarium sp.）、色二孢菌（Diplodia sp.）、曲霉（Asper-gillus sp.）、可球二孢菌（Botryodiplodia theobromae）、磚紅鐮孢（Fusarium laseritum）、木霉（Trichoderma sp.）、毛霉（Mucor sp.）、裂褶菌（Schizophyllum sp.）、青霉（Penicillium sp.）等[34-39]。研究認為，沉香的形成可能是由于樹干損傷后被上述1種或數種真菌侵入寄生，在真菌體內酶的作用下，使木薄壁細胞貯存的淀粉發(fā)生一系列變化，形成香脂，經多年沉積而得，但是一些研究顯示無菌條件下傷害同樣能夠誘導產生沉香類物質，Rahman等[40]從馬來沉香（A.ma-laccensis Lamk.）木塊分離真菌并接種于樹體，結果表明，沉香形成是由開放性傷口引起，并非由特定活性真菌而產生。

除了接菌結香外，還研究了物理、化學誘導結香機制，Nobuchi等[41]認為粗厚沉香（Aquilaria crassa Pierre ex A.Lec.）受到物理傷害后，在沉香形成過程中有2個明顯的生理變化階段：第一階段是樹體受傷后，其薄壁組織細胞內淀粉減少直至消失；第二階段是在淀粉粒消失，會有顯著的液胞化現象，并出現褐色小滴狀物[1-3]。在液胞化的過程中，發(fā)現空胞轉化成為耐高滲透壓狀態(tài)，他們推測可能與沉香形成有密切關系，在此過程中未發(fā)現任何真菌或菌絲。美國明尼蘇達大學的Blanchette等[42]的研究證實，所有對沉香屬植物木質部的傷害均能使其產生沉香類物質。

近年來，愈來愈多的試驗證明，激發(fā)子（elicitor）能夠激活植物的信號傳遞，調節(jié)植物次生代謝途徑。沉香結香激發(fā)子包括真菌及其組分、傷害、傷害信號分子茉莉酸甲酯（MeJA）等，以白木香根懸浮培養(yǎng)細胞為材料，黃綠墨耳真菌提取物為真菌激發(fā)子，在組織培養(yǎng)物中成功誘導產生了2-（2-苯乙基）色酮化合物，而未經誘導的懸浮培養(yǎng)細胞中均不能檢測到色酮類化合物[1-2，43-44]。

當前較流行的是接菌誘導，但真菌存在似乎不是結香的必要條件，這還有待進一步驗證。

1.4.2 結香技術。沉香很珍貴，但天然條件下由于誘導（如傷害刺激）比較偶然，結香“百無一二”，十分稀少，人工結香近年來發(fā)展比較多，主要包括物理結香、化學誘導結香以及人工接菌結香。物理結香包括半段干法、砍傷法、鑿洞法。目前發(fā)現有效的化學誘導的物質，根據經驗得知，白木香傷口用甲酸、硫酸和乙烯利處理后可提早結香[45]；另外，氯化鈉、亞硫酸氫鈉、氯化亞鐵也有一定效果[42]。人工接菌結香，國內比較多使用的是一種叫黃綠墨耳菌（Mnenaouts flvaolvie）的，能加速結香[46-48]。以上各種技術措施，結香技術從效果看，實施技術2～4年以后，可以達到沉香四級標準，但是與經濟效益緊密相關的結香量如何，卻未見有關報道。

1.5 內生真菌

白木香內生真菌相關研究較多。

從白木香木質部的樹脂形成部位和健康部位中共分離獲得內生真菌42株，經初步鑒定，產孢的33株分屬于3目4科7屬，其余未產孢的9株暫歸為無孢菌群[3-4]。對白木香內生真菌螺旋木霉（Trichoderma spirale A17）的抗腫瘤活性代謝產物研究，活性組分中分離到2個無色針晶化合物，質譜和核磁共振的鑒定結果表明化合物1是一個八氫萘衍生物，命名為木霉酸（Trichodermic acid），化合物2是酪醇（Ty-rosol）；活性試驗顯示化合物1對SF-268、MCF-7和NCI-H460等3種腫瘤細胞株都具有顯著的增殖抑制活性，而化合物2對這3種腫瘤細胞株只有微弱的增殖抑制活性[49]。通過溶劑萃取法提取白木香內生真菌A14（Aspergillus sp.）的揮發(fā)油，A14揮發(fā)油對金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（Methicillin-resistant S.aureus，MRSA）和白色念珠菌（Candida albicans）均表現出一定抑制作用[50]。從白木香內生真菌Fimetariella rabenhorstii A20的發(fā)酵菌絲體中分離得到4個甾體類化合物，是具潛在抗腫瘤等生物活性的化學成分[51]。魏 景等[52]研究白木香內生真菌Phaeoacremonium rubrigenum發(fā)酵液的化學成分，測定抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌活性，分離鑒定了對羥基苯甲醛（1）、對羥基苯乙酸（2）、對羥基苯乙醇（3）、3，4-二羥基苯甲酸（4）、對甲基苯酚（5）、氮-（6-羥己基）-乙酰胺（6）、5-羥甲基糠醛（7）、（3β，5α，6β，22E）-麥角甾-7，22-二烯-3，5，6-三醇（8）和胸腺嘧啶脫氧核苷（9）9個化合物[1-3]，結論首次發(fā)現化合物2～7具有抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌活性，也是主要抗菌活性成分。白木香內生真菌R1（Acremonium sp.）和R2（Acremonium sp.）的揮發(fā)油分析，從R1和R2的揮發(fā)油中分別鑒定出20、16個成分，其主要成分為油酸、亞油酸、棕櫚酸等，并且均含有萜類成分[2-4]，具抗菌、殺蟲等多種活性[53]。

1.6 病蟲害

在結香期間，沉香病蟲害對結香或有促進作用，但是在植株生長前期，沉香病蟲害需要防治。黃野螟是沉香樹主要病蟲害之一，該蟲幼蟲主要以取食葉片為主，對沉香樹危害比較大[54]。沉香常見病害有炭疽病，炭疽病危害葉片嚴重時葉片脫落，積水、陰雨潮濕時易發(fā)生[29]。苗期以枯萎病為主，該病發(fā)生在苗床及移苗后的幼苗，可導致幼苗枯死[1，55]。病蟲害已有效果較好的防治方法。

1.7 綜合利用產品

沉香結香樹一般要等到胸徑在15 cm以上，周期較長，因而沉香樹花、葉、果皮、枝干已經作為一些產品原料加以利用，以解決短期效益問題，如沉香茶[56]、沉香膏、沉香灸等。目前，在云南省景洪，5年樹齡后，沉香樹花、葉、果皮以及一些枝椏原料收入在9 000元/hm2左右，隨著產品市場范圍進一步擴大，收益會進一步提高。

2 存在的問題與建議

目前，沉香樹種質資源研究尚是空白，種植缺乏優(yōu)良的種質材料，因而要加強沉香樹種質資源篩選與創(chuàng)新工作。

結香技術是沉香樹產業(yè)發(fā)展的核心關鍵技術，但是目前各項技術不是十分成熟，結香量和質量均不是十分理想，由于沉香價值的珍貴，因而需要進一步加強高效結香技術的研發(fā)。

現在已經知道沉香樹的葉、花、果皮以及枝干均含有大量活性物質，活性物質功效主要集中在殺菌、抗氧化活性等方面，目前利用方式有做茶葉（葉、花）、制泡酒（果皮）、沉香膏（枝葉）以及沉香灸（枝葉）等，今后要進一步拓寬這類原料利用范圍，提高經濟效益，比如美容品產品設計與制作、浴足產品原料設計與制作等，就市場調查看，這些方面具有遠大的前景。

目前，資源量越來越多，沉香樹產業(yè)方興未艾，而只有在解決長短結合的基礎上，沉香樹產業(yè)才會順利發(fā)展。

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