白木香不同個(gè)體的斷干法結(jié)香比較

王宇光+王軍+楊錦玲+梅文莉+戴好富

摘 要 為了篩選白木香優(yōu)樹，在同一時(shí)間采用斷干法對白木香群體進(jìn)行結(jié)香，2年后隨機(jī)選取其中已結(jié)香的100棵樹，對其所得沉香樣品進(jìn)行比較；根據(jù)結(jié)香體積的差異劃分為3組，從每組中分別選取2個(gè)樣本進(jìn)行GC-MS分析。結(jié)果表明，不同組樣本的化學(xué)成分有差異，根據(jù)結(jié)香體積和化學(xué)成分，確定第I組白木香為優(yōu)良結(jié)香個(gè)體。本研究結(jié)果為進(jìn)一步篩選白木香群體中的優(yōu)樹提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 白木香 ；斷干法 ；產(chǎn)香性狀 ；GC-MS分析 ；優(yōu)樹篩選

中圖分類號 S567.19 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.11.021

The Comparision of Agarwood from Different Aquilaria sinensis

Trees by Cutting Trunk

WANG Yuguang1） WANG Jun1，2） YANG Jinling1，2） MEI Wenli1，2） DAI Haofu1，2）

（1 Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology， CAYAS/Key Laboratory of Biology and

Genetic Resources of Tropical Crops，Ministry of Agriculture/Hainan Key Laboratory for

Research and Development of Natural Products from Li Folk Medicine， Haikou， Hainan 571101；

2 Hainan Engineering Research Center of Agarwood， Haikou， Hainan 571101）

Abstract In order to screen the superior trees， Aquilaria sinensis were induced to produce agarwood by cutting at the same time. Two years later， 100 trees which had been produced incense were selected randomly， and the produced agarwoods were compared. According to the volume of produced resinous（agarwood volume）， the 100 trees heads could be divided into 3 types. Two samples from each type were selected and analyzed by GC-MS analysis. The results showed that the chemical composition of 3 types were different with each other. According to the agarwood volume and chemical composition， the I group had better ability of producing agarwood. This paper provided the data base for further selecting of the superior tree in the population.

Keywords Aquilaria sinensis ； method of cutting trunk ； the characters of producing agarwood ； GC-MS analysis ； superior tree selection

白木香[Aquilaria sinensis （Lour.） Spreng.]是瑞香科（Thymelaeaceae）沉香屬（Aquilaria Lam.）植物，為中國特有植物[1]。白木香等沉香屬植物在受到外界損傷（雷劈、風(fēng)折、蟲蛀、人為因素等）后所產(chǎn)生的含有樹脂的木材被稱為沉香[2]。從20世紀(jì)80年代開始，國內(nèi)多地相繼開展白木香的規(guī)模種植，目前已形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展格局。但人工栽培白木香所用種苗大部分是種子苗，且沒有經(jīng)過系統(tǒng)選育，都是從野生或人工種植的成年植株上取種，因此生物學(xué)性狀和經(jīng)濟(jì)性狀參差不齊[3]。白木香種苗的現(xiàn)狀制約著沉香產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。白木香種苗的繁育方式除了種子苗的有性繁殖外，還有組培[4]、扦插[5]和嫁接無性系[6]，后者性狀不會發(fā)生分離。建立優(yōu)良無性系是優(yōu)化白木香種苗的重要途徑。但在建立優(yōu)良無性系之前，首先要篩選優(yōu)良的白木香種質(zhì)，并從其中篩選出優(yōu)良的個(gè)樹。人工種植沉香的目標(biāo)是獲得高品質(zhì)、高產(chǎn)量的沉香。如何從產(chǎn)香的相關(guān)性狀方面進(jìn)行評價(jià)，從而篩選優(yōu)良的白木香種質(zhì)和優(yōu)樹是亟待解決的問題。

白木香的木質(zhì)組織必須受到傷害（包括物理的、化學(xué)的或生物的傷害）后才能逐漸形成沉香，為此，近年來發(fā)展了各種人工結(jié)香技術(shù)[7-8]。從理論上講，在生長環(huán)境、樹齡、結(jié)香部位和結(jié)香方法都相同的條件下，不同樹體表現(xiàn)出的差異，包括結(jié)香產(chǎn)量和沉香質(zhì)量上的差異，在一定程度上能反映其產(chǎn)香性狀的差異。沉香的化學(xué)成分主要是倍半萜和2-（2-苯乙基）色酮類化合物，通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)分析其相對含量，可以比較不同來源的沉香質(zhì)量[9-12]，從而對不同的白木香品系或個(gè)樹所產(chǎn)沉香的質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)。

為了進(jìn)一步了解白木香群體結(jié)香性狀的多樣性，深入分析不同個(gè)樹所產(chǎn)沉香的化學(xué)成分及質(zhì)量上的差異，篩選優(yōu)良樣本，本研究采用斷干法對白木香群體進(jìn)行結(jié)香，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)對部分個(gè)樹所產(chǎn)的沉香進(jìn)行分析。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 儀器與試劑

色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用儀（型號為 HP6890/5975C GC/MS，美國安捷倫公司制造）；色譜柱為彈性石英毛細(xì)管柱HP-5MS 5% Phenyl Methyl Siloxane（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；萬分之一電子秤（型號為BP221S，由北京賽多利斯天平有限公司生產(chǎn)）；美國BRANSONIC-5510E-DTH 超聲波清洗儀。氣質(zhì)中使用的試劑均為分析純。

1.1.2 白木香群體

1994年種植于廣東省化州市平定鎮(zhèn)。群體類型：人工種植的白木香群體，種苗為種子苗，面積23.33 hm2。經(jīng)中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所王軍博士鑒定，該群體為白木香（Aquilaria sinensis）。

1.2 方法

1.2.1 斷干法人工結(jié)香和樣品選擇

該白木香群體被香農(nóng)于2013年4～5月份分批鋸斷主干進(jìn)行結(jié)香。選擇樹齡相同、地徑一致、同一時(shí)間被鋸斷主桿的樹頭100個(gè)，進(jìn)行跟蹤試驗(yàn)。樹頭長出次代苗的同時(shí)，受傷面逐漸形成沉香，2年后取香；用鋼鋸于受傷面往下6 cm處鋸下樹頭的二分之一，根據(jù)形成的沉香體積，將樣本分為3組，不同組樣品的描述見表1。從體積、顏色和氣味等感觀方面來看，不同類型的個(gè)樹產(chǎn)香性狀存在著差異。分別從3組樣本中各選典型的2個(gè)樣本（圖1）進(jìn)行GC-MS分析，并深入解析它們化學(xué)成分的差異及特征。

1.2.2 樣品制備

將樣品分別曬干后粉粹，各精確稱取5 g，分別用30 mL乙醚在冰浴下超聲提取30 min，靜置5 min后過濾，得到乙醚提取液，重復(fù)提取3次，合并3次提取液，揮干后稱重。根據(jù)公式（提取率=提取物質(zhì)量/樣品質(zhì)量×100%）計(jì)算得率。

1.2.3 沉香乙醚萃取物GC-MS分析

（1）質(zhì)譜條件。電子轟擊（EI）離子源；電子能量70 eV；離子源溫度 230℃；四極桿溫度 150℃；接口溫度 280℃；質(zhì)量掃描范圍20～550 m/z。

（2）色譜條件。色譜柱為彈性石英毛細(xì)管柱HP-5MS 5% Phenyl Methyl Siloxane（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升溫程序：柱溫50℃，保持 2 min，以5℃/min升溫至310℃，保持10 min；汽化室溫度250℃；載氣為高純He（99.999%）；載氣流量1.0 mL/min；不分流；溶劑延遲時(shí)間3.0 min。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣本乙醚提取率

各個(gè)樣本的乙醚提取率見表2。第Ⅰ組樣本的乙醚平均提取得率大于第Ⅱ組，第Ⅱ組又大于第Ⅲ組。

2.2 樣本GC-MS分析

從GC-MS總離子流圖譜的相似度來看，6個(gè)樣品的圖譜（圖2）中，I型7號和20號離子流圖相似度大，III型64號和96號離子流圖相似度也大，II型3號和4號檢測到的色譜峰峰形相似，但3號色譜峰的吸收豐度很低。

將樣品總離子流圖通過質(zhì)譜數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索及核對Nist2005和Wiley275標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖，鑒定了其中部分化合物；2-（2-苯乙基）色酮類化合物則是根據(jù)本課題組總結(jié)的質(zhì)譜特征、裂解規(guī)律[9]和標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)譜圖鑒定而得。沉香中特征性的倍半萜類成分主要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)譜圖進(jìn)行鑒定，鑒定結(jié)果見表3。

6批樣品（7號，20號，3號，4號，64號，96號）中，被鑒定出的成分總相對百分含量分別為79.05%、80.03%、41.67%、47.48%、74.45%和59.91%。Ⅰ型7號和20號中檢測到倍半萜和色酮類成分的總相對百分含量分別為60.17%和70.89%，II型3號和4號中檢測到倍半萜和色酮類成分的總相對百分含量分別為8.55%和18.17%，III型64號和96號中檢測到倍半萜和色酮類成分的總相對百分含量分別為1.97%和0。說明定性分析結(jié)果與根據(jù)結(jié)香面積分類以及樣品提取得率的結(jié)果是一致的。

Ⅰ型（7號和20號）被檢測出的相同主要化合物如下：芐基丙酮、2，4-二叔丁基苯酚、枯樹醇、沉香螺旋醇、β-桉葉油醇、（-）-7βH-艾里莫芬-4α，11-二醇、二氫卡拉酮、2，3-二甲基-2-（3-甲基-2-丁烯基）-1-環(huán)己酮、白木香醛、瓦倫薩-1（10），8-二烯-11-醇、ent-4（15）-艾里莫芬-11-醇-1-酮、棕櫚酸甲酯、11-羥基-瓦倫薩-1（l0）-烯-2-酮、（-）-1，5：8，12-二環(huán)氧-愈創(chuàng)木-12-酮、2-（2-苯乙基）色酮、6-甲氧基-2-（2-苯乙基）色酮、6-甲氧基-2-[2-（4-甲氧基苯）乙基]色酮、6，7-二甲氧基2-[2-（4-甲氧基苯）乙基]色酮。其中相對含量最高的化合物是2-（2-苯乙基）色酮、6-甲氧基-2-（2-苯乙基）色酮。

Ⅱ型（3號和4號）被檢測出的共同化合物如下：3-羥基-2-丁酮、1-十二碳烯、1-十四碳烯、2，6-雙（1，1-乙烷基）-2，5-環(huán)己二烯-1，4-二酮、2，4-二叔丁基苯酚、1-十六碳烯、沉香雅檻藍(lán)醇、枯樹醇、二氫卡拉酮、2，3-二甲基-2-（3-甲基-2-丁烯基）-1-環(huán)己酮、白木香醛、4-羥基白木香醇、瓦倫薩-1（10），8-二烯-11-醇、十六烷酸甲酯、1，2-苯二羧酸二-（2-甲基乙基）酯、芹子-3，11-二烯-12，15-二醛、硬脂酸甲酯、（3β，24S）-豆甾-5-烯-3-醇。

Ⅲ型（64號和96號）所產(chǎn)沉香的化學(xué)成分與白木香有很大相似性，主要是脂肪酸和酯類：羥基丙酸、1-十二碳烯、2，4-二叔丁基苯酚、7，9-二叔丁基-1-氧雜螺（4.5）葵-6，9-二烯-2，8-二酮、十六烷酸甲酯、硬脂酸甲酯，豆甾醇-3，5-二烯-7-酮。

3 討論

根據(jù)結(jié)果分析，樣品的差異體現(xiàn)在3方面。首先，表現(xiàn)在結(jié)香的體積指標(biāo)上，按結(jié)香體積，樣品可分為3種類型，4%的樣品結(jié)香體積在90%以上，13%的樣品結(jié)香體積占30%～60%，83%的樣品結(jié)香體積在10%以下；其次，表現(xiàn)在樣品的乙醚提取率方面，這3種類型的樣品乙醚提取率隨結(jié)香體積依次遞增，說明易揮發(fā)類成分也隨著結(jié)香體積增大而增加；第三，表現(xiàn)在乙醚萃取物的化學(xué)成分方面。

Ⅰ型樣品（7號和20號）的結(jié)香體積為90%以上，被檢測出來的化合物主要為沉香的特征性成分，倍半萜和2-（2-苯乙基）色酮類化合物的總相對含量比較高，如7號樣品的倍半萜和色酮類化合物的總相對含量分別為29.55%和30.62%，20號樣品的倍半萜和色酮類化合物的總相對含量分別為31.41%和39.48%。2個(gè)樣品的色酮類化合物中，以2-（2-苯乙基）色酮為主要成分，相對含量分別為16.86%和25.28%，其次是6-甲氧基-（2-苯乙基）色酮（10.99%和11.17%）；倍半萜類化合物中β-桉葉油醇的相對含量也比較高（5.77%和7.71%）。Ⅱ型樣品（3號和4號）的結(jié)香體積居中，樣品木塊中包含著30%～60%的沉香和70%～40%的白木，因此被檢測出來的化學(xué)成分為沉香和白木的成分。2份樣品中，被檢測到的倍半萜類成分總相對含量分別為8.55%和15.45%，色酮類成分很少，分別為0和2.72%。Ⅲ型樣品（64號和96號）結(jié)香體積較小，其中白木占了樣品90%以上的體積，因此檢測出來的成分主要為白木香中的成分，多為酚類、烷烴類、酸酯類、甾體類等成分。

綜上所述，Ⅰ型樣品結(jié)香體積較大，乙醚萃取率較高，沉香的特征性成分的相對含量也較高，證明其質(zhì)量較優(yōu)。因此，Ⅰ型樣品（7號和20號）在結(jié)香的產(chǎn)量和質(zhì)量指標(biāo)上都優(yōu)于Ⅱ型和Ⅲ型樣品，是相對優(yōu)良的樣本，可考慮將其作為候選優(yōu)樹進(jìn)一步評價(jià)。但影響沉香形成的因素很多，包括遺傳因素和環(huán)境因素，雖然所檢測的樣本均處于相同的環(huán)境中，但必須經(jīng)過多代和多點(diǎn)檢測，才能得到準(zhǔn)確的結(jié)論，因此值得進(jìn)一步深入研究。

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