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香菜归类伞形科芳香类蔬菜，与芹菜、胡萝卜同科。
植物学特征包括复伞形花序和双悬果，全株含油管分泌挥发油。解剖显示叶片气孔密度达130个/mm²，较菠菜高2.3倍。基因测序证实与欧芹同源性89%，属香草亚科。
次生代谢物特征显著。检测出33种醛酮类物质，其中(E)-2-癸烯醛占比57%。特殊基因型人群OR6A2受体敏感度差异达千倍，导致极端喜恶分化。
栽培品种差异明显。地中海品种叶厚香浓，亚洲变种茎细味清。建议凉拌选用嫩叶品种，炖汤宜用根茎发达型。某餐饮测试显示，品种匹配使菜品评分升28%。
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