Não é uma solução Bash "pura", mas os metadados do Mac também não são puros para o Unix. Estou chamando o AppleScript inline:
sed -i "" "s_find_replace_g" "$FILENAME"
osascript <<-EOF
set afile to "${FILENAME}"
set default_app to (path to application "TextWrangler") as text
tell application "System Events"
set default application of disk item afile to default_app
end tell
EOF