全 文 ：小菜蛾咬食后青菜释放的挥发性物质
成分和含量的变化 3
杨　广1 　尤民生1 3 3 　魏　辉2
(1 福建农林大学植物保护学院 ,福州 350002 ;2 福建省农业科学院植物保护研究所 ,福州 350013)
【摘要】　在虫害条件下 ,青菜释放出的挥发性化学物质成分较多、其中饱和烷烃类物质占多数 ,其次是芳
烃类物质 ,其它为少量的不饱和烷烃、醛、醇、酮、酸和杂环化合物等. 经小菜蛾取食危害的青菜释放的挥发
性物质的量比未受损伤的青菜高 3 倍 ,且挥发性物质种类也多些. 前者的挥发性物质多为分子量较小的物
质 ,后者的挥发性物质多为分子量较大的物质.
关键词 　青菜 　小菜蛾 　挥发性物质
文章编号 　1001 - 9332 (2004) 11 - 2157 - 04 　中图分类号 　Q584 　文献标识码 　A
Component and content changes of volatiles from Chinese cabbage damaged by Plutella xylostella . YAN G
Guang1 , YOU Minsheng1 ,WEI Hui2 (1 College of Plant Protection , Fujian A gricultural and Forest ry U niversi2
ty , Fuz hou 350002 , China ; 2 Institute of Plant Protection , Fujian Academy of A gricultural Sciences , Fuz hou
350013 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2004 ,15 (11) :2157～2160.
The study showed that Chinese cabbage , B rassica cam pest ris could release a variety of volatiles ,especially when
infested by Plutella xylostella larvae. Among these volatiles ,saturated hydrocarbon was dominant ,aromatic hy2
drocarbon was the second ,and unsaturated hydrocarbon ,aldehyde ,alcohol ,ketone ,acid and heteroaromatic com2
pounds were existed with a small amount . Chinese cabbage damaged by Plutella xylostella larvae produced 3
times of volatiles in amount with more species than the control. The volatiles from control plants were mostly of
small molecular weight ,and those from Chinese cabbage damaged by Plutella xylostella were mostly of high
molecular weight .
Key words 　Chinese cabbage , Plutella xylostella , Volatiles.
3 国家教育部重点项目 (01057) 和福建省高等学校科技资助项目
(JA01030 , K02036) .3 3 通讯联系人.
2003 - 07 - 16 收稿 ,2004 - 04 - 16 接受.
1 　引 　　言
植物在遭受植食性昆虫取食危害后通常释放挥
发性物质 ,这些挥发性物质与健康植株或者遭受机
械损伤的植株所释放的挥发性物质在质和量上有明
显不同[7 ,12 ,21 ,24 ,25 ] . 天敌能够利用这些植食性昆虫
诱导 植 物 产 生 的 挥 发 性 物 质 , 来 定 位 寄
主[2 ,3 ,5 ,7 ,12 ,18 ,20～22 ,25 ] . 植物、植食者和天敌三者之
间通过挥发性物质的联系已有较多的研究. 这种现
象广泛存在 ,已有研究的包括 13 个科 24 种植物 ,29
种植食者和 29 种天敌[6 ,11 ] . 这些挥发性物质是植食
者诱导产生的 ,可为天敌所利用来搜寻寄主 ,同时又
使植物免受植食性昆虫的持续危害 ,因此是植食者
诱导的植物和天敌的互益素.
青菜在小菜蛾取食后释放的挥发性物质对小菜
蛾绒茧蜂有引诱作用[23 ] . 因此 ,研究青菜挥发性物
质的化学成分 ,比较正常叶片和受损伤后叶片释放
的挥发性物质的差异 ,可有助于了解挥发性物质的
活性成分 ,为利用互益素提高天敌效能提供参考.
2 　材料与方法
211 　供试材料
试验用青菜 ( B rassica cam pest ris)为矮脚大头清江白菜 ,
由蔡兴利菜种行有限公司提供. 种植于网室内 ,生长 30 d
后 ,带土整株拔起 ,尽量少损伤根部 ,带回室内 ,清洗根部的
土后 ,用于收集挥发性物质.
小菜蛾 ( Plutella xylostella) 采自福州市建新镇蔬菜基
地 ,在实验室内饲养. 成虫放在 4 周刺了孔的塑料袋中后 ,再
放在菜苗上. 成虫产卵于塑料袋壁上 ,孵化出的幼虫从塑料
孔爬出 ,爬到菜苗上取食. 幼虫发育到一定阶段时 ,用毛笔将
幼虫移至养虫盒中 ,以花菜或包菜叶饲养. 取 4 龄幼虫进行
试验.
GC 60280 孔 Tenax 吸附剂为英国产 ,购自上海生化试
剂公司 ,使用前装入填充柱在上海 1002 气相色谱仪中经过
应 用 生 态 学 报 　2004 年 11 月 　第 15 卷 　第 11 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Nov. 2004 ,15 (11)∶2157～2160
270 ℃高温通氮活化 6 h ,然后再分装 015 g 于医用针筒内 ,
封闭后贮存待用 ;乙醚分析纯 ,重蒸后使用 ;活性碳、无水硫
酸钠. 研究需要的仪器和设备有 : Soxhlet 提取器 ;电热套 ;挥
发性物质捕集系统 (图 1) ;上海 1002 气相色谱仪 (用于活化
Tenax) ; GC2MS为美国惠普公司的 HP6890 气相色谱仪联用
5973 质谱仪.
图 1 　挥发性物质捕集系统
Fig. 1 Volatile trap system.
212 　测定方法
取 15 株蔬菜置于捕集系统的样品室内 ,上午 8 :00 开始
捕集挥发性物质 ,连续收集 4 h ,气流速度为 2 L·min - 1 . 捕
集小菜蛾取食后的蔬菜挥发性物质时 ,将饥饿 1 h 的 15 头 4
龄小菜蛾幼虫分别移到 15 株蔬菜上 ,再移入样品室内 ,按上
述流程收集气体. 用 1 ml 重蒸过的乙醚洗脱 Tenax 吸附柱 ,
洗脱液用于 GC2MS分析. 重复 3 次. 采用 HP5973 GC/ MSD ,
色谱柱为 HP25MS石英毛细管柱 ,柱长 30 m ,内径 012 mm ,
进样 1μl. 色谱条件 :以 991999 %氦气为载气 ,进样口温度为
200 ℃,进样口分流比为 1∶30 ,柱始温 50 ℃,不保留 ,以 2 ℃
·min - 1速度上升到 190 ℃. 质谱条件 : EI 电离方式 ,70 eV 电
压 ,扫描范围 40～450 amu. 各成分通过 N IST98 库进行计算
机检索. 用挥发性物质组分的质谱峰面积进行定量分析 ,定
量分析在 Excel 软件上进行.
3 　结果与分析
311 　青菜释放的挥发性物质
青菜释放出的化学物质成分较多 ,可在气质联
用仪上检测到. 未受损害的青菜所释放出的挥发性
物质中 ,含量高的质谱峰有 60 个 ,峰面积总和为
8157 ×107 . 为了说明青菜挥发性物质的组成以及小
菜蛾取食后青菜释放的挥发性物质在质和量上的变
化 ,在表 1 中列出了在正常青菜或受小菜蛾危害后
青菜所释放的挥发性物质中占 1100 %以上的物质.
由表 1 可以看出 ,正常青菜释放的挥发性物质中 ,共
有 35 个峰. 其中 ,饱和烷烃类物质含量最高 ,有 15
个峰 ,占检测到的物质含量的 53197 % ,其中癸烷含
量为 26114 % ,十一烷为 12172 % ,壬烷为 5122 % ;
其次是芳烃类物质 ,有 14 个峰 ,占总量的 27140 % ,
其中 12乙基 ,22甲基苯含量为 4185 % ,均三甲基苯
为 4108 % ,丁基苯为 3128 % ;其它物质则为少量的
不饱和烷烃、醇、酮、酚和杂环类物质.
312 　小菜蛾咬食后的青菜释放的挥发性物质
受小菜蛾取食危害后的青菜释放出的化学物质
中检测到的较大的峰有 93 个 ,峰面积总和为 2181
×108 ,可见小菜蛾取食后的青菜释放出的挥发性物
质含量大大提高. 受小菜蛾取食危害后的青菜释放
出的化学物质成分也变得更加复杂 ,有 43 个峰 (表
1) . 其主要成分是烷烃类 ,有 19 个峰 ,占总量的
32126 % ;其次是芳烃类物质 ,有 10 个峰 ,占总量的
12105 % ;不饱和烷烃 4 个峰 ,占总量的 10146 % ;其
它物质是少量的醛、醇、酮、酸、酚和杂环化合物等.
从总体上看 ,受小菜蛾取食危害的青菜 ,挥发性
物质的释放量也比正常青菜高了约 3 倍 ,同时挥发
性物质组成也发生了显著变化. 正常青菜释放的挥
发性物质多为分子量相对小的物质 ,而受小菜蛾危
害后的青菜多释放分子量相对大的物质. 由表 1 可
以看出 ,出峰时间在十一烷之前的物质 (包括十一
烷)在正常叶片中含量高 ,而在受害青菜中则含量低
或未检测到. 相反 ,出峰时间在十一烷之后的物质在
受害青菜中的含量明显比正常青菜高.
4 　讨 　　论
娄永根[13 ]将互益素分为 4 类 :萜类化合物、绿
叶性气味、含氮化合物和其它化学物质. 从青菜的挥
发性物质组成来看 ,烷烃类物质不仅是种类多 ,而且
含量也高 ,芳烃类物质也有一定含量 ,其它物质如
酮、醛、醇、酸和杂环化合物的量都比较少. 这些结果
与以往报道的植物挥发性成分主要是萜烯类和绿叶
气味物质有区别[13 ] .
已有的研究表明 ,植物在遭到植食性昆虫攻击
后 ,会大量释放挥发性物质以引诱天敌[2～4 ,17～19 ] .
青菜在小菜蛾取食后 ,挥发性物质的量约提高 3 倍 ,
且分子量小的物质明显减少 ,分子量大的物质含量
提高. 实验也表明 ,青菜在小菜蛾取食危害后 ,其挥
发性物质对菜蛾绒茧蜂 ( Costesia pl utella) 的引诱力
增强[23 ] . 但是 ,各个挥发性组分在植物引诱天敌中
的作用为何尚未知. 由于饱和烷烃类物质在正常青
菜所释放的挥发性物质中占有很大的比例 ,特别是
癸烷、十一烷和壬烷三者总量占到了 44108 % ,而在
受害青菜的挥发性物质中这些物质的含量相当低 ,
是否这些物质对菜蛾绒茧蜂具有拒避作用 ? 另外 ,
虽然在受害青菜所释放的挥发性物质的量有所提
高 ,但各组分含量比较均匀 ,并没有哪个物质含量特
8512 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
表 1 　青菜挥发性物质的组分及其组成
Table 1 Components and constituents of volatiles from Chinese cabbage
保留时间
Retention
time(min)
挥发性物质组分
Constituents of volatiles
正常叶片 Intact leaves
峰面积
peak area
峰面积百分比
Percentage of
peak area( %)
受害叶片 Herbivored leaves
峰面积
Peak area
峰面积百分比
Percentage of
peak area( %)
保留时间
Retention
time(min)
挥发性物质组分
Constituents of volatiles
正常叶片 Intact leaves
峰面积
Peak area
峰面积百分比
Percentage of
peak area( %)
受害叶片 Herbivored leaves
峰面积
Peak area
峰面积百分比
Percentage of
peak area( %)
4145 1 ,32二甲基苯
1 ,32dimethyl2benzene 1150 E + 06 1175
5102 壬烷 Nonane 4147 E + 06 5122
6125 丙基苯 Propyl2benzene 8176 E + 05 1102 7119 E + 05 0131
6140 42甲基壬烷 42methyl2nonane 1124 E + 06 1145
6146 12乙基22 甲基苯
12ethyl222methyl2benzene 3156 E + 06 4115 4191 E + 05 0121
6163 1 ,3 ,52三甲基苯
1 ,3 ,52trimethyl2benzene 1189 E + 06 2121
7133 1 ,2 ,42三甲基2苯
1 ,2 ,42trimethyl2benzene 3150 E + 06 4108
7147 癸烷 Decane 2124 E + 07 26114 1140 E + 06 0160
8120 2 ,62二甲基2壬烷
2 ,62dimethyl2nonane 1122 E + 061142
8124 1 ,3 ,52三甲基苯
1 ,3 ,52trimethyl2benzene 1159 E + 06 1186
9123 12甲基222丙基苯
12methyl222propyl2benzene 2112 E + 06 2147
9139 丁基苯 Butyl2benzene 2181 E + 06 3128 3155 E + 05 0115
9150 12乙基22 ,42二甲基苯
12ethyl22 ,42dimethyl2benzene 1154 E + 06 1180
9164 22甲基癸烷
22methyl2decane 1154 E + 06 1180
9187 32甲基癸烷
32methyl2decane 8154 E + 05 1100
10114 12乙基22 ,32二甲基苯
12ethyl22 ,32dimethyl2benzene 3176 E + 05 0144 2149 E + 06 1106
10120 12乙基23 ,52二甲基苯
12ethyl23 ,52dimethyl2benzene 1121 E + 06 1141
10143 12乙基22 ,32二甲基苯
12ethyl22 ,32dimethyl2benzene 1121 E + 06 1141
10193 十一烷 Undecane 1109 E + 07 12172
10196 壬醛 Nonanal 2188 E + 06 1123
18124 22乙酰基环戊酮
22acetylcyclopentanone 6190 E + 05 0181 6167 E + 06 2185
18153 72甲基2(Z)222癸烯
72methyl2(Z)222decene 1101 E + 06 1118 8181 E + 06 3177
18185 32甲基2( E)242癸烯
32methyl2( E)242decene 7171 E + 05 0190 6175 E + 06 2189
23185 32甲基252丙基2壬烷
32methyl252propyl2nonane 3137 E + 05 0139 3101 E + 06 1129
24108 十五烷 Pentadecane 3199 E + 05 0147 3143 E + 06 1147
24138 2 ,3 ,72三甲基癸烷
2 ,3 ,72trimethyl2decane 5123 E + 05 0161 4148 E + 06 1192
25133 丁基羟基甲苯
Butylated hydroxytoluene
5116 E + 05 0160 6130 E + 06 2169
25143 2 ,42二 (1 ,12二甲基乙基)酚
2 ,42bis(1 ,12dimethylethyl)2phenol 2143 E + 05 0128 2181 E + 06 1120
25158 42亚甲基庚烷
42methylene2heptane 4115 E + 05 01484106 E + 06 1174
25186 1 ,2 ,42三甲基环己烷
1 ,2 ,42trimethyl2cyclohexane 5159 E + 05 0165 4173 E + 06 2102
25197 1 ,2 ,42三甲基环己烷
1 ,2 ,42trimethyl2cyclohexane 5103 E + 06 2115
26125 1 ,1 ,3 ,52十四甲基2环己烷
1 ,1 ,3 ,52tetramethyl2cyclohexane 6118 E + 06 2164
26150 1 ,2 ,42三甲基2环己烷
1 ,2 ,42trimethyl2cyclohexane 4133 E + 06 1185
27145 十六烷 Hexadecane 4113 E + 06 1177
27161 81β1H2柏木烷282醇
81β1H2cedran282ol 3114 E + 06 1134
28186 72乙基21 ,42二甲基 　
72ethyl21 ,42dimethyl2azulene 2170 E + 06 1115
29147 2 ,52二 (三甲基硅氧基)2
三甲基硅烷基酯苯甲酸
2 ,52bis(trimethylsiloxy)2
trimethylsilyl ester2benzoic acid 5175 E + 06 2146
29177 3 ,42二乙基21 ,1’2联苯
3 ,42diethyl21 ,1’2biphenyl 2191 E + 06 1124
29188 十六烷 Hexadecane 4112 E + 06 1176
30120 992甲基2H2芴
992methyl2H2fluorene 2159 E + 06 1111
30133 十七烷 heptadecane 4145 E + 06 1190
30151 十三烷 tridecane 3164 E + 06 1156
30168 1 ,2 ,32三甲基242丙烯基2( E)2
萘
1 , 2 , 32trimethyl242propenyl2
( E)2naphthalene 6108 E + 06 2160
30182 甘二烷 docosane 2180 E + 06 1120
31143 22甲基2Z242十四烯22methyl2Z242tetradecene 3113 E + 06 1134
31169 1 ,2 ,42三甲基环己烷
1 ,2 ,42trimethyl2cyclohexane 5120 E + 06 2122
31188 12戊基222丙基2环戊烷
12pentyl222propyl2cyclopentane 2119 E + 05 0126 2141 E + 06 1103
31193 12乙基222丙基2环戊烷
12ethyl222propyl2cyclohexane 3196 E + 06 1169
32112 22己基212辛醇
22hexyl212octanol 4165 E + 05 0154 2140 E + 06 1103
32126 12丁基222丙基2环戊烷
12butyl222propyl2cyclopentane 2101 E + 05 0123 7131 E + 06 3113
32148 二苯基乙炔
diphenylethyne
5175 E + 06 2146
32160 1 ,2 ,42三甲基2环己烷
1 ,2 ,42trimethyl2cyclohexane 9171 E + 05 1113 7156 E + 05 0132
32182 菲 phenanthrene 7191 E + 05 0192 3157 E + 06 1153
33114 32十六环氧羰基252(22羟基乙
烷基)242甲基咪唑钅翁
32hexadecyloxycarbonyl252( 22
hydroxyethyl )242methylimida2
zolium ion
4112 E + 05 0148 4156 E + 06 1195
36135 7 ,92二2第三2丁基2氧杂螺 (4 ,
5)十烷26 ,92二烯22 ,82二酮
7 ,92di2tert2butyl212oxaspiro (4 ,
5) deca26 ,92diene22 ,82dione 2196 E + 06 1127
37139 丁基222甲基丙基酯21 ,22苯二羧酸
butyl2 22methylpropyl ester21 ,
22benzenedicarboxylic acid 3100 E + 06 1128
总计
Total
54 个峰
54 peaks
8157 E + 07 100100 2134 E + 08100100
别高. 其中含量最高的物质是 72甲基2( Z)222癸烯 ,
也只占总量的 3177 % ,所以很可能受害青菜的挥发
性物质中没有 1 种或几种特异性的物质引诱小菜蛾
绒茧蜂 ,而是通过改变青菜气味指纹图谱而达到引
诱天敌的作用. 但是这些都需要进一步用生测和触
角电生理试验 (如应用触角电位技术、单细胞技术以
及气相色谱与触角电位仪联用技术 ,检测寄生蜂触
角对气味物质的反应等)来验证.
951211 期 　　　　　　　　杨 　广等 :小菜蛾咬食后青菜释放的挥发性物质成分和含量的变化 　　　　　　　　　　　
受害虫危害的作物释放的挥发性物质可拒避同
种害虫[14 ] . 小菜蛾取食后青菜所释放的挥发性物质
是否具有同样的功能 ,需要进一步的生物测定. 这是
一条开发植物源小菜蛾拒避剂的有效途径 ,有别于
从非寄主植物如苦槛蓝[9 ]上寻找对小菜蛾有拒避
作用的物质. 挥发性物质还可作为化学信号在同种
植物的不同植株之间以及不同植物之间传递[8 ] ,调
控植物的防御基因[1 ]和引诱天敌 ,而起到防御害虫
的作用. 由此可见 ,对小菜蛾取食诱导蔬菜产生挥发
性物质的研究 ,可为小菜蛾治理提供新的思路和方
法. 例如 ,通过人为诱导挥发性物质的释放来达到引
诱天敌[16 ] ,或模仿植物受害后的情况人为释放某些
挥发性物质 ,在自然界可成功地控制害虫[10 ] ,还可
通过分子生物学手段提高作物释放挥发性物质的能
力[15 ] .
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作者简介 　杨广 ,男 ,1973 年生 ,博士 ,副教授 ,主要从事昆
虫化学生态学和植物诱导抗虫性研究 ,发表论文 13 篇. E2
mail :yxg @fjau. edu. cn
0612 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷