沉香的气味：来自沉香独特香味的证据

沉香木 ( Aquilaria spp.) 香味及其在压力中的起源使其可能是研究压力引起的香气的最合适的模型。生产仅限于南亚和东南亚的某些小地区，沉香木可以说是世界上最昂贵的木材。沉香树脂的形成是复杂的生物、非生物和物理胁迫对沉香属植物的结果树木。构成沉香香气的150多种芳香分子形成的复杂机制仍不清楚。因此，本综述旨在集中关注这种来自亚洲的鲜为人知但非常有价值的压力诱导香气。对沉香木的种类、产状、分布、形成和产品的讨论已作为基础。尽管沉香木及其制品的全球贸易额估计为 60 亿美元至 80 亿美元，但文献中没有现成的可靠数据。因此，我们努力检讨沉香木贸易的现状。压力元素及其与沉香木香气的相关性将在后续章节中讨论。天然沉香的形成以及沉香诱导的技术和干预是基于压力的（自然和人为伤害，昆虫和真菌攻击，化学诱导）。随着新研究表明茉莉酸、LOX 信号和其他应激反应途径是沉香木香气的来源，分子触发因素逐渐浮出水面。因此，本综述努力汇编散布在科学文献和其他真实文献中的信息，并让读者了解当前状态。更多关于其他重要压力源（如昆虫、非生物和遗传因素）的具体作用的信息正在热切地等待正在进行和未来的研究，以进一步了解沉香木的独特香味。因此，本综述努力汇编散布在科学文献和其他真实文献中的信息，并让读者了解当前状态。更多关于其他重要压力源（如昆虫、非生物和遗传因素）的具体作用的信息正在热切地等待正在进行和未来的研究，以进一步了解沉香木的独特香味。因此，本综述努力汇编散布在科学文献和其他真实文献中的信息，并让读者了解当前状态。更多关于其他重要压力源（如昆虫、非生物和遗传因素）的具体作用的信息正在热切地等待正在进行和未来的研究，以进一步了解沉香木的独特香味。

介绍

沉香木很不寻常，因为与健康、茂盛的树木相比，受压、患病和畸形的树木更受欢迎。事实上，受感染的琼脂心材是世界上最昂贵的木材。从最古老文化的文本和传统中可以明显看出与沉香木相关的古代热情。沉香木、沉香木、沉香木、沉香木和gaharu都是沉香属的树脂、芳香和有价值的心材的同义词。属于百里香科。由于其广泛用于药用、芳香和宗教用途，沉香木也被称为众神之木. 沉香木贸易已有 2,000 多年的历史，消费中心主要位于中东和东亚，而供应来自沉香木种植区的传统路线，从南亚（包括中国、印度东北部和孟加拉国）到东南亚大陆和印度-马来西亚群岛（Hou 和 Van Steenis，1960 年）。1970 年代之后，对沉香木的需求显着增加，尤其是来自中东的需求。由于大多数沉香树生长在野外地区，对其可持续利用的担忧是有道理的。由于自然栖息地的猖獗破坏，大多数含沉香木的物种已被列为濒危物种。事实上，所有 19 种已知的沉香属物种被列入 CITES（CITES，UNEP-WCMC 物种数据库：CITES-Listed Species，2019）和IUCN 红色名录（IUCN 濒危物种红色名录，2019）。沉香木的贸易在很大程度上是无组织的，假冒和掺假的木材通常作为更便宜的沉香木推向市场。即使在这种情况下，每公斤沉香木的价格也可能在 100 美元到 100,000 美元之间，具体取决于材料的质量。在市场上，根据树脂含量、比重、颜色，有时还有气味，沉香木有各种等级。例如，在马来西亚，Kalambak和Gaharu是两种流行的沉香等级，而在日本，Kanankoh（或Yara) 和Jinkoh分别代表最高和最低质量的沉香木。同样，在印度，四种木材类型，即真琼脂（黑色）、Bantang（棕色）、Butha（沉香木与非琼脂的混合物）和Dhum（黄色），是可商业销售的沉香木等级，基​​于树脂沉积物导致的深色强度降低（Naef，2011 年）。沉香木的形成是由木材内的物理、微生物或昆虫活动引起的损伤引起的复杂协调的压力反应机制发生的。由于压力，会形成富含油树脂的次级化合物，并沉积在心材中，心材变得更暗更重（吴等人，1997）。然而，自然感染的频率很低，而且是一个偶然的问题，如种植园中只有 7-10% 的树木最终形成树脂的情况。事实上，天然沉​​香形成的现象尚未得到正确理解，需要适当的科学探究和发展可用于沉香可持续生产的技术是一个紧迫的问题。本综述试图分析这种独特的应力诱导沉香形成现象。通过批判性地分析沉香木形成的不同方面、其化学多样性和商业化产品，压力对香气的影响是一个突出的诱导因素。此外，生物（昆虫，真菌）在数千年的共同进化过程中建立的相互作用导致对这种独特香气的起源产生更深的科学兴趣。因此，沉香木可以说是压力引起的香气的最佳例子。因此，对科学文献和其他来源中散布的信息进行编目、审议、促进和阐明的评论可以为机械地理解这些现象提供基础，并启动和规范这一激动人心的领域的未来研究。

沉香木——产品、种类和分子

古埃及人被认为是 3000 多年前在死亡仪式中最早使用沉香木的人，包括沉香木在内的香水产品贸易通过古代贸易路线蓬勃发展。目前，沉香油用于世界各地的香水、化妆品和药品。沉香木片制成香，或将木头雕刻成艺术形状，在国际市场上的需求量很大。沉香油是迄今为止世界上最珍贵的精油，价格高达每升 50,000 美元至 80,000 美元 ( Persoon, 2007）。沉香木产品的主要用途是在香精香料行业。沉香木的大部分国际贸易是用于生产用于美学和宗教目的的香水。在中东，沉香被用作琼脂和熏香，而沉香油也用作香水和精油配方的基调。沉香木也用于芳香疗法和医学。在中药材中，沉香-记录了针对腹痛、呕吐、腹泻和哮喘的衍生疗法。在阿育吠陀中，源自沉香木的配方被规定为驱风剂和制冷剂，而在 Unani 中，它被用作兴奋剂、健胃剂、泻药和壮阳药。沉香木的药理学研究显示出抗癌、镇痛、抗炎和抗抑郁的特性（Gunasekera 等人，1981 年；Okugawa 等人，1993 年；Zhou 等人，2008 年））。提取油的过程是通过传统的加氢蒸馏，将晒干的带有深色树脂的木片在水中浸泡 2-3 个月，然后煮沸以回收油。印度东北部的阿萨姆邦是全球知名的沉香木中心之一，这里有 10,000 多个蒸馏装置在运行，为大约 200,000 人提供生计。读者可参考图 1以及我们早期的出版物之一（Sen 等人，2015 年），以详细了解沉香木的生产过程和产品。

1. malaccensis和A. crassna是生产沉香木的最著名物种。Aquilaria源自拉丁语aquila ，意为鹰。其他属的树木，即Gonystylus和Gyrinops，也生产沉香木，但不被认可用于商业规模的生产。四种物种，即 A. malaccensis、A. crassna、A. sinensis和A. filaria已被商业开发用于生产沉香木（Barden 等，2000）。最值得注意的是，沉香木的生产仅限于南亚和东南亚的一个非常特定的地理位置，仅涉及大约 15 个大多数较小的国家。即使在印度和中国等大国中，也只有在特定地区种植沉香木。对于A. malaccensis，10 个国家被确定为分布状态，包括孟加拉国、不丹、印度、印度尼西亚、伊朗、马来西亚、缅甸、菲律宾、新加坡和泰国。然而，由于在伊朗没有发现该物种的证据，它后来被排除在名单之外（Oldfield et al., 1998）。沉香属 可以在大多数类型的土壤上生存，在平均温度为 20-22°C 的地方生长在海拔高达 1,000 米的地方。马六甲可以长到 40 m 的高度，茎直径为 60 cm，但只有 10% 的成熟树木形成沉香（La Frankie，1994 年）。年龄是一个主要因素，因为受感染的树木从 15 岁开始就会产生树脂，而年龄在 50 岁及以上的树木会产生最好的沉香木产量（Chakrabarty 等，1994 年）。因此，全球对沉香木的需求可能会超过生产受限的有限地理区域的供应量。从沉香木贸易中获得高额金钱收益的愿望导致了从野生栖息地肆无忌惮地采集。濒危野生动植物种国际贸易公约 (CITES) 附录 II 包括所有已知的沉香属种，这对沉香木组织和原材料的贸易施加了重大限制（CITES，2019）。IUCN 濒危物种红色名录包括不同类别的 19 种沉香属物种。A. malaccensis、A. rostrata、A. khasiana和A. crassna被列为“极度濒危”类别，而其他八种物种，即 A. banaensis、A. beccariana、A. cumingiana、A. hirta、A.丝虫、皱蒌丝虫、云南丝虫和中华丝虫被列为“易危”。另外七种，A. parvifolia、A. brachyantha、A. citrinicarpa、A. apiculata、A. subintegra、A. baillonii和A. urdanetensis在列表中被列为“数据不足”（IUCN，2019）。

全球沉香木贸易——现状

沉香木及其制品的贸易可以追溯到远古时代，一些文献表明，贸易商经常利用著名的丝绸之路将沉香木从中国运往中东，通常途经印度。传统上，产品来自南亚和东南亚（印度、孟加拉国、中国、马来西亚、泰国、印度尼西亚和越南），市场主要在中东（沙特阿拉伯、科威特、阿联酋）和远东（日本） ）。然而，目前，新兴供应中心（澳大利亚、斯里兰卡、老挝人民民主共和国、巴布亚新几内亚）和需求中心（法国、意大利、其他欧洲国家）的扩张。

全球市场估计为 60 亿美元至 80 亿美元（Akter 等人，2013 年），沉香木是世界上最具商业价值的植物品种之一。然而，由于市场不确定和秘密贸易行为，无法获得市场上的真实数据。监测濒危物种全球贸易的 CITES 将沉香属植物列为全球贸易量最大的植物物种之一1 . CITES 贸易数据库( 2019)2被视为全球野生物种贸易数据的真实来源。过去 10 年（2008-2018 年）的全球沉香木贸易数据从网站下载并分析。数据显示，过去10年主导国际贸易的沉香树种是沉香木品种，其次是A. crassna和A. filaria（图2 ））。在沉香木制品贸易中，沙特阿拉伯、新加坡和科威特是沉香木及其制品的最大进口国。在沉香木的出口国中，新加坡、泰国、阿联酋、印度尼西亚和马来西亚位居榜首。需要注意的是，新加坡和阿联酋等国家是重要的贸易国家，而不是泰国或马来西亚等生产中心。交易不同类型的产品，从沉香木/木材原木到树脂木制成的装饰品。在产品类型中，沉香木片和木粉构成了进出口贸易的主要部分（图 3）。其他常见的交易产品包括木材和木片、活组织、锯木、药物制剂和其他衍生物。沉香木片是最受欢迎的交易商品，其中大部分来自A. malaccensis，其次是A. filaria和A. crassna（图 4A）。数据显示，2008 年至 2018 年期间，总共进口了 5,182,420 公斤沉香木片，主要进口到沙特阿拉伯和新加坡。同期，芯片出口总量为 10,902,850 公斤，主要来自印度尼西亚、泰国、马来西亚和孟加拉国。一种重要的沉香木产品是精油。然而，由于沉香精油的交易量（以千克或升计）与木片或原木/原木相比要小得多，这是可以理解的，因此它在图 3中并未突出显示。因此，对沉香油的数据进行了单独分析，发现A. crassna、A. malaccensis和A. filaria是过去 10 年中用于石油生产的主要物种。图 4B )。由于沉香油贸易数据以重量（克/公斤）和体积（升）的形式提供，因此对数据进行了单独分析。据透露，2008-2018年期间，总共进口了18775公斤和1854升石油，主要进口到沙特阿拉伯、新加坡和阿联酋。同期，据报道，共有 124,680 公斤和 7,121 升石油主要出口到越南和阿联酋等国家。

除沉香属外，Gyrinops是百里香科的另一个属，可产生芳香树脂。与沉香木相比，2011-2015 年期间， Gyrinops木片的贸易出现了更高且持续的增长（引用贸易数据仪表板：http ://cites-dashboards.unep-wcmc.org ）。G. versteegii、G. caudata、G. ledermanii和G. walla 物种的全球贸易总量为 148,885 公斤，全球出口量为 181,600 公斤，主要是木片3 . 贸易稳步增长，斯里兰卡和巴布亚新几内亚等国家正在成为新的沉香木出口中心。

沉香木的形成——机制和干预措施

沉香的芳香心材是在压力作用下形成的，导致多种次生代谢物的积累，主要是萜类化合物。通常，萜类化合物或类异戊二烯是由两个五碳单元、异戊烯二磷酸 (IPP) 和二甲基烯丙基二磷酸 (DMAPP) 缩合而成的。甲羟戊酸 (MVA) 和 2-C-甲基-D-赤藓糖醇 4-磷酸 (MEP) 途径被称为萜类生物合成的两种通用途径。然而，这两种途径并非普遍分布在所有生物体中。MVA 途径存在于真菌和动物以及植物的细胞质中，而 MEP 途径则被细菌和植物质体使用。IPP 和 DMAPP 的缩合由异戊二烯基转移酶催化，为每一类萜烯产生线性异戊二烯基二磷酸前体：香叶基二磷酸 (GPP)、法呢基二磷酸 (FPP) 和香叶基香叶基二磷酸 (GGPP) 分别用于单萜、倍半萜和二萜。萜烯合酶是一个非常大的酶家族，在萜烯生物合成中起关键作用，因为它们催化 GPP、FPP 和 GGPP 的环化形成萜烯的碳骨架，因此是萜类化合物极其广泛多样性的起源。最终结构（Ashour 等人，2010 年）。沉香木由多种具有芳香和药用特性的化合物组成。迄今已鉴定出 150 多种化合物，主要是倍半萜类、色酮和挥发性芳香族化合物。沉香木的挥发性和半挥发性成分的详细汇编，来自沉香属物种，主要是A. malaccensis 、 A. sinensis和A. crassna，已在沉香木化合物的综合综述中进行了介绍 ( Naef, 2011）。最突出的化合物组包括琼脂呋喃、cadinanes、eudesmanes（和 selinanes）、valencanes（和 eremophilanes）、愈创木脂、prezizanes、vetispiranes、2-(2-phenylethyl)-chromones 和其他常见的挥发性芳烃，如苯、甲苯、和萘。

沉香木在沉香属的茎上不规则地形成斑块。芳香的含油树脂心材是通过激活次生代谢物生物合成途径作为防御机制而形成的。健康的沉香树不会产生这些芳香化合物，而且沉香木的形成总是被发现与机械损伤以及昆虫和微生物对已达到相当年龄的植物的攻击有关。植物合成和积累次生代谢物以响应由损伤和感染引起的压力。真菌与沉香木形成的关联已得到充分证实。在Bose (1938)最早的研究中，一种来自A. malaccensis病木的真菌被分离出来，被指定为不完美真菌的成员。随后从A. malaccensis中分离出Epicoccum granulatum，再次人工将其重新接种到木材中并重新分离（Bhattacharya 等人，1952 年）。A. malaccensis的真菌协会也是通过在孟加拉国分离Cytosphaera mangiferae建立的（ Jalaluddin，1970 年）。一些工人强调机械损伤的作用，这表明真菌在沉香木的形成中没有主要作用（Gibson，1977；Rahman 和 Basak，1980)，但是是为了应对压力引起的伤害而形成的，后来被其他生物定殖（Chalermpongse et al., 1990）。人们还认为，利用树皮上的裂缝和裂缝进行昆虫侵扰会造成伤害，然后被真菌物种定殖，从而代表沉香木形成的途径。一个这样的例子是螟虫Zeuzera conferta，当它以木材为食时，它的幼虫通过裂缝、裂缝和隧道进入沉香茎干。这种运动会造成伤害并促进树木受伤部分的真菌感染。田间采用各种机械损伤方法，诱使沉香形成的诱因。在一项这样的研究中Pojanagaroon 和 Kaewrak (2005)比较了在A. crassna中形成沉香木的不同损伤技术。结果表明，用螺钉打的孔、用凿子造成的伤口和用斧头去除的树皮会产生深黄棕色到深色的变色，而钉在树干上的钉子会变成深棕色到黑色，用锤子敲击树干几乎不会变色.

真菌-植物联合在沉香木形成中的作用开始变得清晰。除了培养形态学和显微镜研究外，通过采用内部转录间隔区 (ITS) 区域的 PCR 扩增估计生长在西马来西亚天然林中的A. malaccensis树的感染部分的真菌多样性( Mohamed et al., 2010 ) . 在这项研究中，传统的培养方法揭示了坎宁安菌属、弯孢菌属、镰刀菌属和木霉属物种是沉香群落的成员。在通过 PCR 分析的木材样品中，Lasiodiplodia物种被识别。相邻的树木表明存在五个不同的分类群，表明可能参与沉香木形成的复杂群落。在另一项研究 ( Cui et al., 2011 ) 中，受感染的中华冬青茎组织的真菌多样性也通过 ITS-rDNA 方法确定。分离株分为14个属，其中镰刀菌属和褐顶孢菌属占优势。将来自印度尼西亚不同沉香木种植区的镰刀菌、桑布尼库姆和F. tricinctum人工接种到A. microcarpa中，发现接种了源自哥伦打洛的镰刀菌与源自西苏门答腊、西加里曼丹或占碑的镰刀菌相比，进入A. microcarpa茎在 2-6 个月内引起最大和最快的感染（ Santoso et al., 2011）。然而，在报告中，仅根据感染的大小来确定感染的成功率，这限制了本研究的范围。他们随后发现沉香木的形成与总酚类物质之间存在负相关。在随后的研究中，已经报道了一种称为全树沉香诱导技术（Agar-Wit）的新方法（Liu et al., 2013）。在这种方法中，沉香的化学诱导剂被注入沉香树的木质部血管，导致整个树中形成树脂沉积物。作者声称其产量比传统的诱导方法（如物理损伤和真菌接种）高 28 倍。在陈等人最近的一项研究中。（2018 年），一种真菌Rigidoporus vinctus是从受感染的A. sinensis树的内层中分离出来的。将真菌的发酵液接种到香树上，发现沉香被诱导。此外，还开发了一种称为树干表面沉香诱导技术（Agar-Sit）的新方法，用于生产带有R. vinctus的沉香。. 结果表明，当使用Agar-Sit和R. vinctus组合时，可以诱导出沉香，并且树脂的产量和质量更好（Chen等，2018）。已经开发了另一种用于大规模生产沉香木的方法，其中基本上使用了基于物理伤害和化学诱导的组合方法。在这里，诱导剂通过插入伤口的通气工具注入沉香树（ Blanchette 和 Heuveling，2009 年））。这种方法现在被称为栽培沉香试剂盒（CA-kit）。同样，另一种沉香诱导新技术被称为生物沉香诱导技术（Agar-Bit），它可以产生更好的质量和数量的沉香。发现与机械刺激的沉香木相比，Agar-Bit 方法上调了一些生物合成酶基因（法呢基二磷酸合成酶、倍半萜烯合成酶和查耳酮合成酶）的表达（Wu et al., 2017 ; Tan et al., 2019）。随后，Subasinghe 等人。（2018 年）通过黑曲霉和F. solani对Gyrinops walla中的沉香树脂形成进行人工诱导树木。这些真菌种类主要存在于自然形成的树脂状G. walla中。GC-MS 分析表明 jinkohol、琼脂螺醇和 2(2-苯基) 色酮衍生物存在于以 10 厘米间隔收集的所有变色组织中，这些组织以接种每种真菌的树木为间隔。在茎的 10 个样本点中有 9 个发现了 β-Seline、γ-eudesmol 和缬草醛。

萜类生物合成

MVA（甲羟戊酸）和 MEP（甲基赤藓糖醇磷酸盐）途径已被广泛研究，它们负责产生萜类化合物家族的次级化合物。对参与该途径的基因和酶的表征进一步阐明了生化过程，从而为萜类生物合成的代谢工程提供了有价值的信息。编码有助于形成主要化合物的萜烯合酶的基因至关重要，并且大量存在于生物世界中。数以千计的植物和微生物萜烯合酶序列保存在公共数据库中，其中数百个被赋予了推定的功能（Bohlmann 等人，1998 年；Davis 和 Croteau，2000 年））。大量参与萜类生物合成的基因也已在不同的植物物种中得到表征。在植物中，萜类生物合成途径的代谢工程更为复杂，因为 MVA 途径导致在细胞质中形成倍半萜，而 MEP 途径导致在质体中形成单萜和二萜。在Liu 等人进行的一项研究中。(2015)，1-脱氧-D-木酮糖5-磷酸还原异构酶(DXR)是倍半萜生物合成MEP途径的关键酶，已从A. sinensis的茎中分离出来，命名为AsDXR。组织表达模式分析显示AsDXR的表达根和茎强，叶弱。据报道，与未处理的对照相比，响应茉莉酸甲酯处理， AsDXR转录物增加了 34 倍。茉莉酸甲酯处理后，包括AsDXR在内的相关基因表达水平升高。结果，倍半萜水平也随着AsDXR转录物的上调而增加，这表明茉莉酸甲酯可以诱导沉香木倍半萜的积累。通过成功表达异源萜烯合酶基因以产生新的单萜、倍半萜和二萜，植物的基因工程已被用于生产萜（Besumbes 等人，2004 年；Lucker 等人，2004 年）; 吴等人，2006）。在一个引用的例子中，Wu 等人。(2006)使用广藿香中的广藿香醇合酶基因转化烟草。所得的倍半萜烯谱显示出与广藿香油惊人的相似性。在同一篇论文中，萜烯合酶基因与编码鸟类 FPP 合酶的基因共表达，用于细胞质或质体定位，并操纵萜烯合酶的亚细胞区室，导致转基因植物中萜类化合物的积累增加。使用适当的促进剂进行萜类化合物的组织特异性积累，例如在高生物质产量物种的叶子中，是提高回收率的另一种可能手段。在叶子中，挥发性和疏水性化合物通常积聚在诸如毛状体的结构中。毛状体特异性启动子可用于驱动萜烯特异性地积累到叶毛状体中，金等人，2008 年；上官等，2008）。倍半萜合酶是生物合成倍半萜化合物的主要酶，对沉香木的形成很重要。编码新型倍半萜合酶的As-sesTPS基因作为包涵体在大肠杆菌菌株 BL21 (DE3) 中表达，并通过亲和层析纯化。氨基酸测序结果显示，27.2 kDa的重组蛋白是一种来自化学诱导的A. sinensis的截短的倍半萜合酶。. 重折叠后，截短的 As-SesTPS 蛋白催化法呢基二磷酸 (FPP) 转化为橙花醇，橙花醇是沉香的重要化合物。qPCR 和 iTRAQ 研究的结果表明，As-SesTPS基因在树脂沉香中的表达水平较高。从这项研究中，可以部分了解A. sinensis沉香木的形成机制以及新基因提高人造沉香木质量的能力。在最近的一项研究中，据报道从A. malaccensis克隆了两个新基因AmSesTPS1和AmGuaiS1 ( Azzarina et al., 2016 )。序列比对显示AmSesTPS1与来自A. sinensis的倍半萜合酶具有99-100% 的同一性，而AmGuaiS1与来自A. crassna和A. sinensis的 δ-愈创木烯合酶具有 95-99% 的同一性。使用两种类型的木材样品对基因进行功能表征，即受伤区域（S1）和受伤区域下方5厘米（S2）。两种基因的差异表达表明它们在伤口远端区域被上调，如果应用诸如自然生物侵染等次要触发因素，它们可以在以后重新诱导。在最近的一项研究中，据报道，茉莉酸可诱导倍半萜合酶ASS1的表达，该酶是沉香木倍半萜生物合成的主要酶。A. sinensis ( Xu et al., 2017 )。转录因子 AsMYC2 已被表征为ASS1表达的激活剂。结果表明，AsMYC2通过茉莉酸信号通路控制ASS1的表达，参与了沉香倍半萜生物合成的调控。在最近的一项研究中，观察到过氧化氢 (H 2 O 2 ) 在A. sinensis中倍半萜合酶的上调中起重要作用，而倍半萜合酶是倍半萜生物合成中的重要酶 ( Lv et al., 2019 )。H 2 O 2在A. sinensis中诱导倍半萜产生，增加AsTPS10、AsTPS16和AsTPS19基因的表达，这些基因负责在伤口应激反应的早期阶段进行倍半萜的生物合成。同时，H 2 O 2的存在还通过激活脂氧合酶（AsLOX）、丙二烯氧化环化酶（AsAOC ）、丙二烯氧化合酶（AsAOS ) 和异分支酸合酶 ( AsICS ) 基因。

从压力到香气：沉香木模型

沉香木的香气是不同压力源的结果，这取决于植物的生长阶段、遗传倾向以及与生物和非生物环境的实时相互作用。已经进行了研究以主要通过模拟实验室和现场的压力条件来理解它。体外培养研究开始揭示萜类化合物形成对压力的反应的机制特征。进一步利用建立沉香细胞培养体系的成功，表征沉香属的倍半萜合酶基因。在Kumeta 和 Ito (2010)的一项研究中，悬浮培养的A. crassna细胞发现在茉莉酸甲酯的诱导下积累沉香倍半萜（α-愈创木烯、α-葎草烯和δ-愈创木烯）。筛选由从诱导剂处理的悬浮培养细胞中分离的 RNA 制成的 cDNA 文库，以鉴定当在培养基中加入萜烯前体法尼基二磷酸时触发酶促反应的克隆。结果显示形成了倍半萜，例如δ-愈创木烯。这些基因及其编码的酶是第一个被报道的倍半萜合酶。在随后的研究中，Kumeta 和 Ito (2010)通过揭示A. crassna中 δ-愈创木烯合酶基因的基因组结构，进一步加深了对沉香生物合成机制的理解。. 克隆和测序揭示了推定的 δ-愈创木烯合酶中的五种类型的序列，它们在外显子区域共享超过 96% 的同一性，这些酶属于 III 类 TPS（萜烯合酶基因）亚家族（Kumeta 和 Ito，2011 年）。此外，Southern 印迹揭示了至少五个拷贝的 δ-愈创木烯合酶存在于A. crassna中。A. crassna和A. sinensis消化的 DNA与由 δ-愈创木烯合酶 cDNA 片段制成的探针的杂交导致这两个物种的不同条带模式，可用于通过限制性片段长度多态性分析区分沉香属的物种，使用 δ-愈创木烯合酶 cDNA 探针。在一项研究中Kenmotsu 等人。(2011)发现，由于法尼基二磷酸合酶、钙调蛋白和 Rac/Rop GTPase 基因的表达增强，茉莉酸甲酯处理会引发A. microcarpa中螺环草烷型倍半萜的生物合成。再次，用编码 GTPase 或 CAM 的基因对A. microcarpa进行遗传转化表明，即使在没有茉莉酸甲酯的情况下，表达水平也会提高，这表明这些基因在倍半萜生物合成中起重要作用。微管蛋白、核糖体蛋白和甘油醛 3-磷酸脱氢酶基因被确定为未来最稳定的参比基因，用于定量分析中华松中的靶基因表达（ Gao et al., 2012a））。作为应激反应和代谢过程中基因表达调控的重要决定因素的微小 RNA (miRNA) 可能参与沉香木的形成。高等人。（2012b）在A. sinensis中发现了27个新的miRNA ，10个应激反应性miRNA的表达水平与伤人相关。其中8个对伤口有反应，这表明miRNA的存在表明它们在应激反应中的关键作用，导致琼脂形成（Gao et al., 2012b）。类似地，首次克隆了来自中华绒螯蟹的冠状碱不敏感蛋白 1 COI1 基因 ( AsCOI1 )，并将其表征为茉莉酸信号通路中的受体 ( Liao et al., 2015a)）。AsCOI1 是一种保守的蛋白质，包含 F-box 和 LRR 结构域。主要在根和茎中表达，叶中表达最低。茉莉酸甲酯、机械损伤和热应激均可显着诱导AsCOI1的表达。它是一种早期的伤口反应基因，可能在沉香木的形成中发挥重要作用。在另一项研究中，检测了中华绒螯蟹中的一种脂氧合酶基因 ( AsLOX1 )，它也是一种早期伤口反应基因。该酶在植物防御中发挥重要作用，也是十八烷类途径和茉莉酸合成的主要参与者（Liao et al., 2015b）。基于转录组数据，通过 RT-PCR 和 RACE从A. sinensis中克隆了 LOX 基因 ( AsLOX1 )的全长 cDNA 序列。推导出的AsLOX1的氨基酸序列与其他几个物种的LOX蛋白具有近80%的同一性，这表明LOX属于保守蛋白类。系统发育树分析表明，AsLOX1与可可树 LOX的关系比与其他植物的关系更密切。AsLOX1在组织中的表达遵循AsCOI1已经观察到的模式。在茉莉酸甲酯和粉碎伤人处理中，AsLOX1的表达在A. sinensis愈伤组织中显着更高。从这些观察可以得出结论，AsLOX1基因属于早期损伤反应基因，它的表达随着茉莉酸甲酯的应激和创伤而增加，表明它在导致创伤诱导的沉香形成的防御反应中的作用。在最近的一项研究中，已经证明热休克可以上调参与茉莉酸信号传导的基因LOX、AOS和AOC的表达，从而导致沉香木倍半萜在A. sinensis中的积累。细胞悬浮培养。与含有去甲二氢愈创木酸 (NDGA) 的样品相比，热激样品中的总倍半萜含量在第 1、3 和 5 天分别增加了 9、15 和 35 倍。NDGA 是一种选择性的茉莉酸信号抑制剂，可能导致倍半萜烯的产生减少。据观察，在热激处理 24 小时后，在含有 NDGA 的样品中检测到的挥发油含量要低得多。在同一项研究中，发现外源施用的茉莉酸甲酯会刺激A. sinensis中倍半萜化合物的形成（Xu et al., 2016 ; Chen et al., 2017）。真菌诱导沉香木愈伤组织形成的机制Han 等人 研究了Lasiodiploma theobromae 。2014 年（Han 等人，2014 年）。他们在L. theobromae的发酵液中检测到 JA ，刺激了重要的沉香倍半萜类物质如 α-愈创木烯、α-葎草烯和 δ-愈创木烯的生物合成。随后，在最近的一项研究中，Chini 等人。(2018)从葡萄树病原体L. mediterranea中分离出 JA、其甲酯和三种呋喃酯。JA 酯 lasiojasmonate A (LasA) 是第一个报道的天然存在的 JA-呋喃酮，据报道在拟南芥中激活了许多 JA 调节的反应，即蛋白质降解、基因表达和生理过程。这些反应需要 LasA 转化为 JA，形成具有生物活性的植物激素 JA 异亮氨酸 (JA-Ile)，并被植物 JA-Ile 复合物识别。LasA 发生在感染后期以诱导植物 JA 反应并促进真菌感染。这可能是未来研究真菌 JA 在诱导沉香木形成中的作用的基础。叶等人。(2016)用甲酸处理A. sinensis并研究了植物不同部位的转录组，例如白木部分 (B1)、沉香木和白木之间的过渡部分 (W2)、沉香木部分 (J3) 和腐烂的木头部分（F5）。爆破结果显示，五个物种的基因，即，葡萄、蓖麻、毛果杨、大豆和大麦亚种。ulga ，与A. sinensis的 53.83% 注释的 unigenes 具有最高的相似性。还研究了不同A. sinensis样品中转录因子WRKY和MYC2的差异表达。编码 MYC2 转录因子的基因的表达水平在A. sinensis中没有显示出变异样品，这表明 MYC2 在甲酸诱导的沉香木形成中没有发挥关键作用。相比之下，WRKY 转录因子基因的最大表达水平在 J3 样品中观察到，在 W2 样品中下降，在 B1 样品中降至最低水平。由此结果发现，WRKY转录因子的表达水平与倍半萜类合成基因的表达水平呈正相关。在随后的一项研究中（Wang et al., 2016），确定盐分胁迫可诱导 41 2-(2-苯乙基)色酮素A. sinensis愈伤组织的产生。A. sinensis的主要深度测序转录组分析在盐胁迫条件下进行，结果显示出多种差异表达的基因响应盐胁迫。从 qRT-PCR 和 RNA-seq 分析可以得出结论，在盐胁迫条件下，编码丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶（MAPKKKA、MAPKKK2 和 MAPKKK3）、钙调蛋白、WRKY 转录因子（WRKY39、WRKY40 和WRKY75)、咖啡酰-CoA-O-甲基转移酶和查耳酮合酶 1(CHS1) 与对照A. sinensis愈伤组织相比高度表达。茋类、二芳基庚烷类和姜辣素生物合成的植物-病原体相互作用途径基因；植物激素信号转导；和苯丙烷类生物合成也响应盐胁迫而被诱导。同一组（Dong et al., 2018) 还研究了其他一些非生物胁迫如干旱、盐分和寒冷胁迫以及激素对 2-(2-苯乙基) 色酮产生的影响。发现在盐分和干旱胁迫下，6,7-二甲氧基-2[2-(4′-甲氧基苯基)乙基]色酮(AH8)和6,7-二甲氧基-2-(2-苯乙基)的产量增加) 色酮 (AH6) 在 20 天。由 KNO 3、CaCl 2和 (NH4) 2 SO 4引发的离子胁迫也显着增加了 AH6 和 AH8 以及 KNO 3的含量在 20 天时强烈诱导 AH6 和 AH8 的产生。尽管冷处理未能诱导色酮形成，但使用茉莉酸甲酯、水杨酸和脱落酸的激素处理在 20 天内在A. sinensis愈伤组织中诱导了一定量的 2-(2-苯乙基) 色酮。在杨等人的另一项研究中。(2016) , 发现 2-(2-苯乙基)-色酮的积累取决于沉香木的形成时间。他们对来自A. crassna的 2-(2-苯乙基)-色酮衍生物进行了表征和分析. 共 56 个色酮，包括 7 个 5,6,7,8-四氢-2-(2-苯乙基)-色酮 (THPEC)，5 个 5,6-环氧-2-(2-苯乙基)-色酮 (EPEC) , 7 个 5,6,7,8-二环氧-2-(2-苯乙基) 色酮 (DEPEC) 和 37 个 2-(2-苯乙基)- 色酮 (FTPEC), 从三个样品中进行了表征不同时间段的人工损伤 观察到沉香木形成时间为 2、4 和 5 年的样品，DEPECs 和 EPECs 的相对含量下调，而 THPECs 和 FTPECs 上调。六个 FTPEC 的相对内容，即., 6,8-dihydroxy-2-[2(4-methoxy)phenylethyl]chromone, 6-methoxy-7-hydroxy-2-[2-(4-methoxy)-phenylethyl]chromone, 6-hydroxy-2- (2-苯乙基)色酮、6,7-二甲氧基-2-(2-苯乙基)色酮、2-[2-(4-甲氧基)苯乙基]色酮和2-(2-苯乙基)色酮也被上调。在沉香属物种中，FTPECs 相对最高，其次是 THPECs，而 EPECs 和 DEPECs 相对较低。据报道，除沉香属植物外，其他植物中均未发现 DEPECs 和 EPECs ( Liao et al., 2018 )。

沉香树自然会被昆虫Zeuzera conferta侵染，从而导致刺激树脂形成的伤害。然而，这方面的研究很少。卡利塔等人。(2015)研究了来自印度东北部的总共 3,824棵A. malaccensis树。结果发现，8年以下的树木中只有7.14%的树被昆虫Z. conferta侵染。在 8-16 岁年龄组的树木和 13.40% 的 16 岁以上树木中观察到蛀虫的最大侵染（34.13%）。在这项研究中，还观察到在所有条件下，A. malaccensis 的Z. conferta感染因种植园的类型而异，无论是“纯”还是“混合”。纯种马六甲树的侵染率（25.09%）高于与其他树种混合种植的（ 22.38 %）。在最近对三营养系统的研究中，包括食草动物Heortia vitessoides、其寄主植物A. sinensis及其捕食者Cantheconidea concinna ( Qiao et al., 2018 )。草食动物受损的A. sinensis植物比未受损和机械受损的植物释放更多的挥发物。在最初的食草动物损伤 1 天后，A. sinensis植物释放大量的挥发性有机化合物（VOCs），分为绿叶挥发物（GLVs）和萜类化合物两类。大多数情况下，六种 GLV 的量 [3-己醇、( Z )-3-hexen-1-ol、( E )-2-hexen-1-ol、( Z )-3-hexenyl acetate、2-hexen-1 -ol、乙酸盐和 3-己酮]和六种萜类化合物 [β-月桂烯、( E )-β-罗勒烯、( Z ) -β-罗勒烯、芳樟醇、石竹烯和 α-法呢烯] 增加。其中，( Z )-β-罗勒烯和两个 GLV [( Z )-3-hexen-1-ol 和 ( Z)-3-乙酸己烯酯]在所有处理中占主导地位。在接下来的 2-3 天内，挥发性化合物的释放量逐渐减少，包括三个 GLV [( Z )-3-hexen-1-ol、( E )-2-hexen-1-ol 和 ( Z )-3-乙酸己烯酯]和四种萜类化合物[( E )-β-罗勒烯、( Z )-β-罗勒烯、芳樟醇和α-法呢烯]。然而，一些化合物特别增加，一种醇[2-癸烯-1-醇]、三种醛[辛醛、壬醛和癸醛]，和一种酮[6-甲基-5-庚烯-2-酮]。在风洞生物测定中，交配的H. vitessoides雌性表现出对未受损植物的偏好，而不是食草动物和机械受损的A. sinensis植物。在 Y 管生物测定中，C. concinna更喜欢来自草食动物受损植物的气味，而不是未受损植物释放的气味，主要是在昆虫袭击的早期阶段。在Sen 等人进行的一项研究中。(2017)，通过化学分析对沉香木和真菌相互作用进行化学计量学评估，并在三个平台上进行统计分析，即。, 沉香愈伤组织、幼苗和树脂木屑与相关镰刀菌的相互作用. 在愈伤组织和真菌相互作用的研究中，芳香化合物（包括十五烷、17-十五烷、十四烷和 2-甲基）的积累增加，并且与防御和次生代谢相关的途径被激活，从而表明与香气的产生。幼苗和树脂木屑中的真菌相互作用表明萜类前体（例如，法尼醇、香叶基香叶醇乙酸酯）和沉香木倍半萜（例如，沉香螺醇、γ-eudesmol）的形成。相关网络分析揭示了与角鲨烯/植物甾醇合成相关的倍半萜生物合成的可能调节。此外，还指出了真菌代谢物（例如，十二烷、4-甲基、二十四烷）在香气中的作用。在最近的一项研究中，A. malaccensis ( Lee et al., 2018 )。在受伤后 0、6、12 和 24 小时从A. malaccensis树茎中提取蛋白质，通过 2D 电泳分离并使用 MALDI-TOF-MS 进行测序和鉴定。发现了两种预测为苹果酸合酶 (MS) 和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 (NADPH) 醌氧化还原酶亚基 2B 的蛋白质，它们因受伤而表现出差异。这两种蛋白质都与植物的伤口直接或间接相关，并且可能在沉香木形成的机制中起作用。

结论

芳香沉香的形成是由于压力而增加自然价值的一个很好的例子。然而，关于应激诱导沉香香气形成的确切机制的科学认识仍不清楚。此外，天然沉香木形成频率低，导致供需比例扭曲，导致过度开发和破坏自然栖息地，假木进入市场，对整个行业构成威胁。因此，努力理解这一独特现象，然后发展技术以可持续地利用这一宝贵资源，是摆在科学界面前的一项挑战。树脂浸渍的沉香组织是有价值分子的储存库，可广泛用于香精香料工业以及治疗学。未来对于新型植物化学物质的发现及其在不同行业的应用的研究具有巨大的前景。在自然界中，导致伤害的生物相互作用和对昆虫-真菌-植物连续体中压力的反反应一直是沉香香气的最重要解释，因此已被详细研究。可用于树脂人工诱导的技术，例如真菌接种、化学和机械损伤，也很大程度上源于应力机制。沉香木中非生物应激反应的方面是一个新的维度，目前正在研究中，并且已经有报告可用。导致伤害的生物相互作用和对昆虫-真菌-植物连续体中压力的反反应一直是沉香香气的最重要解释，因此已经进行了详细研究。可用于树脂人工诱导的技术，例如真菌接种、化学和机械损伤，也很大程度上源于应力机制。沉香木中非生物应激反应的方面是一个新的维度，目前正在研究中，并且已经有报告可用。导致伤害的生物相互作用和对昆虫-真菌-植物连续体中压力的反反应一直是沉香香气的最重要解释，因此已经进行了详细研究。可用于树脂人工诱导的技术，例如真菌接种、化学和机械损伤，也很大程度上源于应力机制。沉香木中非生物应激反应的方面是一个新的维度，目前正在研究中，并且已经有报告可用。图 5总结了影响沉香木气味的压力源的多样性。显然，了解沉香木气味的关键在于破译沉香树不同生命阶段和基因型的确切压力反应机制，同时与各种生物和非生物压力源相互作用。了解这种相互作用将为提高沉香木和类似的其他含精油生物的质量和数量提供新的见解和潜在的令人兴奋的机会。