檀香(Santalum album?L.)堪稱檀香木,是世界上最貴的木本植物之一,素有“液體黃金”之稱,其經(jīng)濟(jì)收益是其它林木的5-10倍。檀香心材的形成(俗稱“結(jié)香”),伴隨著精油在此處的生物合成與積累;從其中提取的化合物主要成分為α-檀香醇和β-檀香醇,具有抗菌和抗腫瘤活性。在自然條件下生長(zhǎng),檀香約需6-8年開始形成心材,30-40年才具經(jīng)濟(jì)收益。隨著人們對(duì)天然香料和藥材需求的增加,如何提高檀香心材中精油及其它次生代謝物的產(chǎn)量成為了研究熱點(diǎn)。
中國科學(xué)院華南植物園張新華副研究員等科研人員合作研究揭示了細(xì)胞分裂素促進(jìn)檀香心材次生代謝物積累的調(diào)控機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn):細(xì)胞分裂素作為一種強(qiáng)有力的誘導(dǎo)子,不僅激活了形成層分化形成心材,也促進(jìn)了檀香莖中次生代謝物的積累。外源細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)的化合物,主要包括萜類、酚類、黃酮類以及木脂素和香豆素等,具有抗菌與抗腫瘤活性,與天然心材中檢測(cè)到的主要化合物類似,這些天然產(chǎn)物在工業(yè)和制藥領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。進(jìn)一步的研究證據(jù)表明:細(xì)胞分裂素通過與茉莉酸和乙烯等其它激素相互作用,在介導(dǎo)精油合成中起著至關(guān)重要的作用,這一發(fā)現(xiàn)不僅為提高檀香心材中精油及其它次生代謝物的產(chǎn)量提供了新的思路,還為理解植物次生代謝物的調(diào)控機(jī)制提供了重要參考。本研究首次報(bào)道了外源激素誘導(dǎo)樹種心材產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物的調(diào)控機(jī)制。研究結(jié)果為未來開發(fā)更高效的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑提供了理論基礎(chǔ),同時(shí)也為檀香心材的香氣和顏色調(diào)控提供了新的科學(xué)依據(jù)。
相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在Industrial Crops and Products (2025,223: 120285)(《工業(yè)作物和產(chǎn)品》)上。華南植物園張新華副研究員為論文的第一作者兼通訊作者,熊玉萍副研究員,研究生王雨晴、吳楚婷,Teixeira da Silva Jaime A.博士、馬國華研究員參與研究工作。該項(xiàng)研究得到國家自然科學(xué)基金、廣州市科技計(jì)劃、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。論文連接:https://authors.elsevier.com/sd/article/S0926-6690(24)02262-3
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