CN102302041B - 一种人工诱导白木香产生沉香的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人工诱导白木香产生沉香的方法。它是将pH值为1.5～3的甲酸或乙酸溶液或两者的混合液注入白木香[Aquilaria sinensis(Lour.)Gilg]的木质部，进一步与真菌，如Botryosphaeria rhodina，Hypocrea jecorina，Fusarium sp.，Colletotrichum gloeosporioides，Ampelomyces sp，Khuskia sp，Fungal endophyte sp.A 16，Pestalotiopsis sp.，Hypocrea lixii和Chaetomium sp.分别或混合注入，诱导白木香产生沉香。本发明通过在白木香的木质部注入甲酸或乙酸溶液或两者的混合液诱导白木香产生防御反应而产生沉香，其产生沉香的量较多。本发明操作简便，成本低廉，适于白木香树大规模人工造香，可有效的使白木香产生大量沉香。本发明极大缩短白木香生产沉香的周期，一般6～24个月就可收获沉香，降低了生产成本，满足市场需求，对于白木香的保护及可持续利用、发展山区经济等方面具有重要的经济、社会及生态效益。
Description
技术领域：
本发明属于生物技术领域，具体涉及一种人工诱导白木香产生沉香的方法。
背景技术：
沉香(Aquilaria Resin、Aloeswood、Agarwood或Eaglewood)是具有悠久应用历史的传统名贵药材以及名贵天然香料、木料。沉香入药的历史久远，在中国和日本至少有3000年的历史。《本草纲目》中记载沉香能“治上热下寒，气逆喘急，大肠虚闭，小便气淋，男子精冷”。沉香性辛，微温，无毒，具有行气镇痛、温中止呕、纳气平喘等功效，对于治疗腹胀、胃寒、肾虚、气喘有明显疗效，自古以来，沉香通常被加工成传统中药饮片，目前沉香是160多个中成药的组方原料，《中国基本中成药》中使用沉香的中成药达47种。沉香还是一种在亚洲广受欢迎和广泛应用的传统名贵香料。大多数沉香木在常态下几乎闻不到香味，而在熏烧时则香气浓郁，能覆盖其它气味，而且留香时间甚长，是制造香精油和天然香水的高档香料。沉香是佛教所供奉的七宝之一，象征修行者持戒清静之香，也可以说是解脱者心灵的芳香，被作为佛部的供养香料。
沉香产生于瑞香科(Thymelaeaceae)植物中，能够产生沉香的树种约32个，其中沉香属(Aquilaria)25个，拟沉香属(Gyrinops)7个。我国主要以白木香(Aquilaria sinensis(Lour.)Gilg)为主，又名土沉香，为热带及亚热带常绿乔木，是我国产沉香的唯一植物资源，分布于我国的广东、广西、海南、台湾及云南等地，也是广东道地药材“十大广药”之一。沉香树在自然条件下正常生长，木质白色，较为柔软，没有香气，不产生树脂，在自然界，沉香树因受到虫蚁、伤病等损害会分泌树脂，并浸润、沉积于木质部中，经多年结聚而成，树龄越长，香脂沉积越久，沉香品质越好。根据创伤能够刺激沉香树分泌树脂的经验，在生产实践中香农往往采用砍伤法、半断杆法、凿洞法、火烧法等人工造香技术来刺激白木香，一般能够导致结香。美国明尼苏达大学的布兰切特与范贝克通过对越南沉香树人工造香的试验发现在沉香树木质部中通过人为创伤的形成，并向创伤充气，使伤口能与外界的空气充分接触，保持创伤处于开放状态，可以避免愈伤组织的产生，有利于沉香的形成。同时在创伤周围使用树脂诱导剂，也可导致脱色及沉香的形成。
腐朽、倒伏的沉香树中往往含有沉香，因此推测沉香的产生亦有可能与病害有关，如虫蛀及真菌寄生。1935年Burkill等认为沉香的形成与沉香树的免疫反应有关，是菌类攻击的结果。1952年Bhattacharya等提出白木香结香与真菌感染有关，但是印度学者认为结香与否取决于树龄，30年以上的树龄者，无论有无真菌感染均能结香，至于真菌感染只能提高香脂的品质。1977年Gibson指出在受感染的木材中能经常分离到Philophora parasitica，Pencilliumcitrinum，Aspergillus tamarii，Fusarium solani，Botryodiplodia theobromae及其它真菌。2000年Tamuli等从发病沉香树组织中分离获得Fusarium oxysporum及Chaetum globosum，并将这2种真菌接种于健康的沉香树，成功的诱导沉香产生。2003年Tabata等利用包括Fusariumtrifosfrium在内的5种镰刀菌进行人工结香试验，发现通过接种能产生沉香。2005年Subehan通过对印尼沉香树的调查发现镰刀菌(Fusarium laseritum)能快速侵染沉香树，这种镰刀菌很容易分离培养，在树干上钻洞接种，1年后可以获得沉香，但质量较差。中科院华南植物研究所发现黄绿墨耳真菌(Menanotus flavolivens)感染白木香植物，能加速沉香的形成，并认为白木香树的茎干在受伤后，由于真菌的寄生，可能在菌丝所分泌的酶类作用下，使木材组织薄壁细胞储存的淀粉产生一系列的变化，最后形成香脂。
目前已知的利用物理、化学及接种真菌的结香方法均只能在钻洞周围产生或多或少的沉香，结香面积一般不超过30cm2。在自然界，沉香的形成最少也要一、二十年以上的时间，含油量高的沉香更是需要上百年的时间，结香后易导致死亡，资源减少，产量难以提高。2003年出版的《广东珍稀濒危植物》报告指出，广东省的大型白木香由于砍伐过度，已经十分稀有，濒临绝种，野生的白木香已经非常少见。目前沉香的市场需求很大，供需矛盾突出。为了缓解目前国内的沉香资源极度短缺的情况，基本上依赖进口。白木香为多年生乔木，生长周期长，且在不受任何损伤或刺激的情况下不结香，采用普通的人工砍伤等结香方法，结香效果不明显，严重制约了沉香的可持续开发利用。
发明内容：
本发明的目的是提供一种使自然条件下不产沉香的白木香树产生大量沉香的人工诱导白木香产生沉香的方法，利用该方法诱导白木香产生沉香的数量和质量均超过现有技术。
本发明的人工诱导白木香产生沉香的方法，包括以下步骤：
将pH值为1.5～3的甲酸溶液或乙酸溶液或两者的混合液注入白木香[Aquilaria sinensis(Lour.)Gilg]的木质部，诱导白木香产生沉香。
甲酸溶液或乙酸溶液或两者的混合液能诱导白木香产生防御反应，从而产生沉香物质，经过6-24个月的累积，树干、枝条乃至根的木质部形成沉香，去除白木香树干及枝条中未变色的部分，获得沉香。甲酸和乙酸能疏松白木香木质部，同时刺激白木香韧皮部薄壁细胞产生沉香物质。
优选，是将pH值为1.5～3的甲酸溶液或乙酸溶液或两者的混合液与真菌分别或混合注入白木香的木质部，所述的真菌为Botryosphaeria rhodina，Hypocrea jecorina，Fusarium sp.，Colletotrichum gloeosporioides，Ampelomyces sp，Khuskia sp，Fungal endophyte sp.A 16，Pestalotiopsis sp.，Hypocrea lixii和Chaetomium sp.中的一种或数种。真菌主要功能为在白木香木质部定植，提供丰富的代谢产物，能够持续刺激白木香韧皮部薄壁细胞产生沉香物质。甲酸溶液和/或乙酸溶液与真菌分别或混合注入白木香的木质部所诱导产生沉香的量，比分开单独将甲酸溶液和/或乙酸溶液注入白木香木质部诱导白木香产生沉香的量与单独将上述真菌注入白木香木质部诱导白木香产生沉香的量之和还要高很多，这说明甲酸和/或乙酸与真菌产生了协同作用
优选，是将pH值为1.5～3的甲酸溶液或乙酸溶液或两者的混合液与磷酸二氢钠溶液分别或混合注入白木香的木质部。经实验证明，甲酸溶液或乙酸溶液或两者的混合液与磷酸二氢钠溶液分别或混合注入白木香的木质部诱导白木香产生沉香的量，比单独将甲酸溶液和/或乙酸溶液注入白木香木质部诱导白木香产生沉香的量与单独将磷酸二氢钠溶液注入白木香的木质部诱导产生的沉香的量之和还要高很多，这说明甲酸和/或乙酸与磷酸二氢钠产生了协同作用。
所述的磷酸二氢钠溶液的浓度优选为25g/L，该浓度下pH值为4.5。
优选，所述的白木香的树龄为2～30年，在其树干上钻洞，通过滴注的方式将上述溶液，如pH值为1.5～3的甲酸溶液或乙酸溶液或两者的混合液，或pH值为1.5～3的甲酸溶液或乙酸溶液或两者的混合液与真菌的培养液，或pH值为1.5～3的甲酸溶液或乙酸溶液或两者的混合液与磷酸二氢钠溶液注入白木香的木质部。
所述的在树干上钻洞，洞之间的间距优选为50～150cm。
本发明通过在白木香的木质部注入pH值为1.5～3的甲酸溶液或乙酸溶液或两者的混合液诱导白木香产生防御反应而产生沉香，其产生沉香的量较多。本发明的方法操作简便，成本低廉，适于大规模应用于白木香树的人工造香，可以有效的使白木香产生大量沉香，经醇浸出物含量测定，变色反应，沉香成分测定及燃烧香味，利用本发明人工诱导白木香产生的沉香均达到国家药典规定。本发明的人工诱导产生沉香的方法极大的缩短白木香生产沉香的周期，一般经6～24个月就可以收获沉香，降低了生产成本，满足市场需求，对于白木香的保护及可持续利用、发展山区经济等方面具有重要的经济、社会及生态效益。
用于本发明的真菌Botryosphaeria rhodina，Hypocrea jecorina，Fusarium sp.，Colletotrichumgloeosporioides，Ampelomyces sp，Khuskia sp，Fungal endophyte sp.A 16，Pestalotiopsis sp.，Hypocrea lixii和Chaetomium sp.都是现有技术中的真菌，已经在文献中公开记载(参考文献：如Botryosphaeria rhodina，Fusarium sp.，Colletotrichum gloeosporioides，Ampelomyces sp，Fungalendophyte sp.A16，Pestalotiopsis sp.，Hypocrea lixii和Chaetomium sp.公开记载在：王磊，章卫民，潘清灵，李浩华，陶美华，高晓霞.白木香内生真菌的分离及分子鉴定.菌物研究，2009，7(1)：37-42。Hypocrea jecorina公开记载在Lilliana Hoyos-Carvajal，Sergio Orduz，John Bissett.Geneticand metabolic biodiversity of Trichoderma from Colombia and adjacent neotropic regions.FungalGenetics and Biology.2009，46：615-631。Khuskia sp.公开记载在Gazis R，Chaverri P.Diversity offungal endophytes in leaves and stems of wild rubber trees(Hevea brasiliensis)in Peru.FungalEcol，2010，3(3)：240-254.)。上述微生物本申请人也持有，并且保证自本发明申请日起20年内向公众提供。
附图说明：
图1是本发明的滴注装置的结构示意图；
图2是本发明的滴注装置的使用示意图；
其中1、滴注装置；11、滴注瓶；12、连接管；13、滴注头；2、白木香。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：
如图1和图2所示，本实施例的滴注装置1包括滴注瓶11、与滴注瓶开口连接的连接管12，连接管的另外一端连有滴注头13。选取3年龄白木香树2，利用钻头在树干上钻洞，钻洞略向下倾斜，深达到树干胸径的三分之二，钻洞间距50cm。如图2所示安装滴注装置，将滴注瓶1悬挂于白木香树2上，将滴注头13塞入洞中。然后在不同的白木香树上滴加不同pH值的甲酸、醋酸和磷酸二氢钠溶液(溶剂为水)，无菌水各500ml，经过12个月后，砍伐白木香树，纵向剖开，观察沉香形成情况，具体结果如表1所示。
表1
由表1可见，pH值1.6-2.7之间的甲酸及醋酸均能够很好的诱导白木香产生沉香，而pH值接近中性时的甲酸、磷酸二氢钠及无菌水均不能诱导白木香产生沉香，这些沉香经醇浸出物含量测定，变色反应，沉香成分测定及燃烧香味，均达到国家药典规定。
实施例2：
选取5年生白木香树，利用钻头在树干上钻洞，钻洞略向下倾斜，深达到树干胸径的三分之二，钻洞间距150cm，按照实施例1的方式安装滴注装置，并滴加溶液。首先每个处理先滴加pH值2.0的甲酸溶液250ml后，再分别滴加由白木香中分离得到的不同种类的内生真菌培养液250ml(内生真菌经液体培养至长满摇瓶，利用纱布滤去大部分菌丝，使培养液中仅含有分生孢子及少量菌丝，备用，以下实施例的真菌液与这里培养方法相同)，以先滴加pH值2.0的甲酸250ml后再滴加250ml的无菌水或先滴加pH值2.0的甲酸250ml后再不做任何处理的作为对照，经过12个月后，砍伐白木香树，纵向剖开，观察沉香形成情况，并计算醇浸出物含量，醇浸出物含量是根据国家药典规定进行醇浸提获得的浸出物的质量百分比，其结果如表2所示，表3是表2中部分处理后得到的沉香对其进行醇浸出物含量测定，变色反应，沉香成分测定及燃烧香味的测定结果。
表2
表3
由表2可以看出，滴注不同的真菌对于沉香的形成有很大的影响。其中如Trichodermaspirale，Penicillium aculeatum等真菌，其效果与无菌水及未处理的实验接近，而其他真菌如Botryosphaeria rhodina，Hypocrea jecorina，Fusarium sp.，Colletotrichum gloeosporioides，Ampelomyces sp，Khuskia sp，Fungal endophyte sp.A 16，Pestalotiopsis sp.，Hypocrea lixii和Chaetomium sp.等能够显著的促进沉香的形成。这些沉香经醇浸出物含量测定，变色反应，沉香成分测定及燃烧香味，均达到国家药典规定。
实施例3：
选取10年生白木香树，利用钻头在树干上钻两个钻洞，钻洞略向下倾斜，深达到树干胸径的三分之二，钻洞间距120-150cm，按照实施例1的方式安装滴注装置，并滴加溶液。首先滴加pH值2.0的甲酸500ml后，再滴加真菌Botryosphaeria rhodina培养液500ml，经过12个月后，砍伐白木香树，纵向剖开，观察沉香形成情况，具体结果如表4所示。
表4
通过滴注的方式产生的沉香树脂长度达到3.8米，纵剖面最宽处达6cm，变色面积较大，估计可达1500cm2以上，有的白木香树的结香部位可延伸其分枝中。这些沉香经醇浸出物含量测定，变色反应，沉香成分测定及燃烧香味，均达到国家药典规定。
实施例4：
选取5年生白木香树，利用钻头在树干上钻洞，钻洞略向下倾斜，深达到树干胸径的三分之二，安装滴注装置，按照下表的方式进行处理，经过12个月后，砍伐白木香树，纵向剖开，观察沉香形成情况，具体结果如表5所示。
表5
注：表中的滴注的甲酸都为pH值为20的甲酸，磷酸二氢钠为pH为45的磷酸二氢钠。
由表5可以看出，不经过甲酸处理的白木香仅在钻洞周围因创伤而产生极少量的沉香，而经过甲酸处理后，均能够产生大面积的沉香，又根据甲酸后处理的不同，产生沉香的面积及结香的效果有所不同。并且单独滴加pH值为2.0的甲酸500ml，沉香树脂估计面积(cm2)为200cm2，而单独滴加pH值为4.5的磷酸二氢钠500ml，仅钻孔周围因创伤产生极少量的沉香树脂(表1)，而滴注甲酸500ml后再滴注pH值为4.5的磷酸二氢钠500ml，沉香树脂估计面积(cm2)为660cm2，由此可见甲酸和磷酸二氢钠溶液之间存在协同增效的作用。同样的情况出现在甲酸与Fusarium sp.和Khuskia sp.的组合中，由此可见甲酸与真菌Fusarium sp.或真菌Khuskia sp.存在协同作用。这些沉香经醇浸出物含量测定，变色反应，沉香成分测定及燃烧香味，均达到国家药典规定。
Claims (7)
1.一种人工诱导白木香产生沉香的方法，其特征在于，是将pH值为1.5~3的甲酸溶液或乙酸溶液或两者的混合液与真菌分别或混合注入白木香[Aquilaria sinensis(Lour.)Gilg]的木质部，所述的真菌为Botryosphaeria rhodina，Hypocrea jecorina，Fusarium sp.，Colletotrichum gloeosporioides，Ampelomyces sp，Khuskia sp，Fungal endophyte sp.A16，Pestalotiopsis sp.，Hypocrea lixii和Chaetomium sp.中的一种或数种。
2.根据权利要求1所述的人工诱导白木香产生沉香的方法，其特征在于，所述的白木香的树龄为2~30年，在其树干上钻洞，通过滴注的方式将溶液注入白木香的木质部。
3.根据权利要求2所述的人工诱导白木香产生沉香的方法，其特征在于，所述的在树干上钻洞，洞之间的间距为50～150cm。
4.一种人工诱导白木香产生沉香的方法，其特征在于，是将pH值为1.5~3的甲酸溶液或乙酸溶液或两者的混合液与磷酸二氢钠溶液分别或混合注入白木香的木质部。
5.根据权利要求4所述的人工诱导白木香产生沉香的方法，其特征在于，所述的磷酸二氢钠溶液的浓度为25g/L。
6.根据权利要求4或5所述的人工诱导白木香产生沉香的方法，其特征在于，所述的白木香的树龄为2~30年，在其树干上钻洞，通过滴注的方式将溶液注入白木香的木质部。
7.根据权利要求6所述的人工诱导白木香产生沉香的方法，其特征在于，所述的在树干上钻洞，洞之间的间距为50~150cm。
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