国产沉香为白木香Aquilaria sinensis(Lour.)Gilg含有树脂的木材,为中国传统名贵中药之一。白木香为伤害诱导型植物,只有受到伤害后,才有可能在其树体产生树脂(沉香)。在自然条件下,白木香经受雷电击伤、风折断及虫蚁蛀等自然伤害后,形成的沉香称为天然沉香;经人为干预,通过物理法(砍伤等)、化学法(滴注化学试剂等)、真菌法(滴注真菌发酵液等)和综合法(化学法结合真菌法等)刺激诱导形成的沉香称为人工沉香。市售沉香是符合中国药典标准的沉香药材,可以是天然沉香,也可以为人工沉香。本论文基于GC-MS技术构建不同产地和不同诱导方式的天然沉香、人工沉香指纹图谱,将4种已知诱导方式的人工沉香设为训练集,建立随机森林模型,判别分析天然沉香的形成方式。研究结果表明,可能有57.1%的天然沉香可能由综合法刺激诱导形成;22.9%由化学法刺激诱导形成;17.1%由物理法刺激诱导形成;2.9%由真菌法刺激诱导形成。通过对天然沉香GC-MS提取的XCMS全谱碎片数据集进行PCA和PLS-DA分析发现,天然沉香可分为三组:综合法(R<0.9)与化学法(R<0.9),综合法(R>0.9)和物理法,真菌法和化学法(R>0.9)。研究结果表明,综合法为天然沉香的主要形成方式;通过综合法可高效诱导出与天然沉香相接近的人工沉香;异香橙烯环氧化物,γ-桉叶油醇,白千层醇,愈创木醇,石竹烯氧化物,马兜铃酮,longifolenaldehyde和绒白乳菇二醇可能在综合法和化学法天然沉香形成过程中其关键作用。本研究采用随机森林模型判别分析天然沉香形成方式,结果表明大部分的天然沉香是由综合法刺激诱导形成,利用综合法可高效诱导出与天然沉香相接近的人工沉香,为开发高效诱导结香剂及研究天然沉香形成机制提供理论基础。针对市售商品沉香,本研究共收集包括38批天然沉香、1批沉香对照药材及59批人工沉香在内的沉香样品,采用相关性分析、单因素二元logistic回归分析及K-均值聚类分析等方法进行分析,探讨各沉香样品间萜类化合物理化反应鉴别、醇溶性浸出物含量(T)、GC-MS指纹图谱相似度、GC-MS指纹图谱表观丰度与GC-MS指纹图谱共有组分之间的内在联系,建立沉香商品规格等级标准。研究结果表明,醇溶性浸出物含量与γ-桉叶油醇、喇叭茶萜醇和马兜铃酮含量呈显著相关关系(P<0.05);可依据醇溶性浸出物含量将沉香商品分为3个等级(一等:T≥30.0%;二等:30.0%>T≥20.0%;三等:20.0%>T≥10.0%)。醇溶性浸出物含量可作为沉香商品进行等级划分的指标,GC-MS指纹相似度可作为等级标准的辅助指标。本研究同时结合了现有沉香商品分级标准,制定了沉香商品药材分级质量标准,使沉香商品药材的市场价格秩序化、合理化,以满足市场需求。为探究沉香等级与形成方式的相关性,本研究将利用前文建立随机森林模型判别分析本文第三章中38批天然沉香的形成方式,并基于本文第三章中的97批沉香样本,对沉香商品等级与形成方式进行相关性分析。研究结果表明,在一等品中,50.0%的沉香由综合法刺激诱导形成,50.0%为化学法;在二等品中,64.3%为综合法,32.1%为化学法,3.6%为真菌法;在三等品中,61.0%为综合法,25.4%为化学法,6.8%为物理法,6.8%为真菌法。等级分类与真菌法形成方式呈显著相关(P<0.05),随着等级降低,真菌法的占比也降低。本研究对沉香等级与形成方式进行了相关性分析,结果表明等级分类与真菌法形成方式显著相关,为开发高效人工诱导结香剂提供理论基础。