心材化过程中树木会发生一系列的生理生化变化,导致心边材化学成分产生差异。为明确边材-过渡材-心材化学成分变异及其与心材形成的关联性,本文以降香黄檀(Dalbergia odorifera)为研究对象,采用气相色谱-质谱、超高效液相色谱-质谱及飞行时间二次离子质谱分析抽提物的化学成分变异规律,采用傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见分光光度计分析木质素的变异规律,采用原子吸收分光光度计分析矿质元素的变异规律。主要结论如下:(1)降香黄檀边材、过渡材及心材三个不同区域的化学成分存在差异。心材中抽提物含量比过渡材、边材分别高6.4%、9.31%,木质素含量分别高4.77%、5.65%,灰分的含量分别高0.72%、0.77%,抽提物、木质素含量高是心材化过程中心材特征成分不断累积、细胞不断木质化的结果,而灰分含量高则是心材多是传输性差的死细胞,矿质元素逐步累积所致。上述化学成分在过渡材和边材中的含量十分接近,且仅为心材含量的1/10,说明心材形成过程中这些成分的变化主要发生在过渡材与心材的交界处。(2)降香黄檀黄酮与挥发油含量从树皮向髓心方向整体呈升高趋势。反式-橙花叔醇、异甘草素、柚皮素、黄檀素及刺芒柄花素5种心材成分的径向变异规律一致,从树皮向髓心其含量均呈升高趋势,且在第4生长轮颜色较深部分含量升高10～150倍。如柚皮素,第4生长轮颜色较深部分和颜色较浅部分含量分别为0.61 mg/g和0.0044 mg/g,升高约140倍。宏观构造图片显示,第4生长轮颜色较深部分为过渡材与心材的交界处,说明这些心材成分在过渡材与心材的交界处大量合成。(3)降香黄檀磨木木质素从树皮向髓心方向颜色逐渐加深。第10～5生长轮及第4生长轮颜色较浅部分磨木木质素颜色为乳酪色,自第4生长轮颜色较深部分起磨木木质素颜色开始变深,这是因为其拥有更多的苯环和共轭C==O基结构。磨木木质素的颜色在第4生长轮颜色较深部分开始发生明显变化,说明木质素的变化主要也是发生在过渡材与心材的交界处。(4)降香黄檀矿质元素径向变异主要有3种类型。K元素从树皮向髓心浓度逐渐降低,Ca、Mg元素与之相反,而Na元素浓度先升高再降低。但这些元素浓度均在第4生长轮颜色较深部分,即过渡材与心材的交界处发生明显变化,说明心材与过渡材交界处元素浓度变化与心材形成密切相关。本研究明确了降香黄檀边材-过渡材-心材化学成分变异,明确心材成分在心材和过渡材交界处生成,为人工调控降香黄檀心材形成提供科学基础。