全 文 ：湖 北 农 业 科 学 2011 年
第 50 卷第 14 期
2011年 7 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol． 50 No.14
Jul．，2011
收稿日期：2011－04－28
基金项目：国家自然科学基金项目（31070582）；西北农林科技大学青年科学专项基金项目（Z109021004）；引进国际先进林业科学技术项目
（2011－4－66）；中央直属高校基本科研业务费专项资金项目（QN2009057）
作者简介：赵 薇（1988－），女，河南洛阳人，在读硕士研究生，主要从事森林虫害的研究，（电话）15249220410（电子信箱）away2007＠yahoo．cn；
新疆云杉（Picea obovata Ledeb．）又称西伯利亚
云杉，是寒温针叶林的主要建群种之一，在我国主
要分布在阿尔泰山西南坡。 该树种是我国重要的乡
土树种之一，其树体挺拔秀美，适合城市绿化；木材
韧性较强、材质细、纹理直，亦可供建筑、土木工程、
细木加工等使用， 有良好的生态效益和经济效益。
近年来新疆云杉虫害频发，尤其是以小蠹科和天牛
科为主的部分植食性昆虫通过取食云杉树干和根
部对其造成危害，导致大量寄主树木死亡，对生态
环境和经济利益造成了巨大的损害。 植食性昆虫对
寄主植物所释放的挥发性物质敏感，通过挥发性物
质进行定向， 借此找到一定距离之外的寄主植物，
继而利用信息素召唤同伴对寄主树木进行群集
攻击 ［1］。早期对于新疆云杉的研究，大多集中于城市
绿化、引种试验和真菌病害等方面 ［2－5］，难以解释害
虫与树木的互作关系，因此有必要对新疆云杉的挥
发物进行定性分析，为进一步研究新疆云杉挥发物
对害虫的引诱聚集机制提供前期科学基础。
新疆云杉枝条及针叶挥发性化合物固相微萃取
GC－MS分析
赵 薇，史睿杰，谢寿安，吕淑杰，宋晓斌，郭新荣
（西北农林科技大学林学院，陕西 杨陵 712100）
摘要：采用固相微萃取技术，提取新疆云杉（Picea obovata Ledeb．）枝条及针叶的挥发性物质，利用气相色
谱－质谱联用技术（GC－MS）进行鉴定。 结果表明，新疆云杉枝条及针叶的主要挥发性物质为萜烯类化合
物。 其中枝条挥发物中含有 44 种化合物，主要包括 α－蒎烯（44．97％，m ／m，下同）、莰烯（17．44％）、石竹烯
（8．98％）、D－柠檬烯（7．35％）、α－水芹烯（4．72％）、醇类化合物（6．42％）等，以及少量的芳香烃类化合物、
薁、茚、烯烃和烷烃类化合物。 针叶挥发物中含有 47 种化合物，主要包括 1R－α－蒎烯（34．31％）、莰烯
（22．72％）、酯类化合物（7．68％）、萘类化合物（5．48％）、茨醇（3．78％）以及少量的芳香烃类化合物、蒽、烯烃
和烷烃类化合物。
关键词：新疆云杉；挥发性化合物；固相微萃取；气质联用
中图分类号：S791．189 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2011）14－2950-04
Analysis of Volatile Compound in Branch and Needle of Picea obovata by SPME－GC－MS
ZHAO Wei，SHI Rui－jie，XIE Shou－an，L譈 Shu－jie，SONG Xiao－bin，GUO Xin－rong
（College of Forestry，Northwest A＆F University，Yangling 712100，Shaanxi，China）
Abstract：Volatile compounds from branch and leaf of Picea obovata were extracted by solid phase micro extraction． Their
constituents were analyzed by gas chromatography－mass spectrometry （GC－MS）． The results showed that terpenoid compounds
were the main volatile compounds in branch and needle of Picea obovata． Forty－four kinds of volatile compounds were found
in branch， including α－pinene （44．97％， m ／m， the same below）， camphene （17．44％）， carypohyllene （8．98％）， D－limonene
（7．35％）， α－ phellandrene （4．72％）， alcohol compounds （6．42％）， etc．， and a small number of aromatic compound， such as
azulene， indene， olefin and alkane． Forty－seven kinds of volatile compounds were found in the needle， the main compounds
were 1R－α－pinene （34．31％）， camphene （22．72％）， ester compounds （7．68％）， naphthalene compounds （5．48％）， borneol
（3．78％）， etc．， and a small number of aromatic compound， anthracene， olefin and alkane．
Key words： Picea obovata Ledeb．； volatile compound； solid phase micro extraction； GC－MS
通讯作者：谢寿安（1970-），男，汉族，甘肃省武威人，西北农林科技大学林学院副教授，硕士生导
师，从事昆虫学教学与研究工作，（电话）15029233960（Email）shouanxie@163.com.
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2011.14.059
第 14 期
图 1 新疆云杉枝条挥发物的 GC－MS 总离子图
100
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25
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15
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5
0
丰
度
//%
5 10 15 20 25 30 35 40
时间//min
固相微萃取 （Solid －phase micro extraction，
SPME） 技术是近年来发展起来的一种采样新技术，
已广泛应用于环境以及植物等生物样品的采集 ［6］，
特别适合萃取含量极少的挥发、 半挥发性物质，这
种方法集采样、萃取、浓缩、进样于一体，无需有机
溶剂，操作快速简单，有着十分广阔的应用前景 ［7］。
本实验用固相微萃取技术提取了新疆云杉枝条及
针叶的挥发物，并对二者进行分析、比较，为找到能
够引诱害虫的有效成分及综合利用信息化合物调
控害虫行为提供参考。
1 材料与方法
1．1 仪器
手动固相微萃取（SPME）进样器和 50 ／ 30 μm
DVB ／ CAR ／ PDMS 萃取头 （美国 Supelco 公司 ）；
TRACE DSQ GC－MS 联用仪（美国 Finnigan 公司）；
DB－WAX（30 mm×0．25 mm×0．25 μm）弹性石英毛细
管柱（美国 Agilent公司）。
1．2 材料
采集于陕西秦岭沣峪林场引种的受云杉八齿
小蠹侵害的新疆云杉枝叶。
1．3 前处理
称取粉碎样品 1 g，置于 15 mL 样品瓶中，加盖
密封，放入 30 ℃水浴中平衡 10 min，将老化好的固
相微萃取器插在样品瓶上， 吸附 40 min 后拔出，插
入气相色谱仪进样口，于 250 ℃解析 5 min。
1．4 GC－MS分析条件
使用前先将固相微萃取的萃取头在气相色谱
仪的进样口 250 ℃老化 1 h。 程序升温 40 ℃， 保持
2．5 min，以 5 ℃ ／min 升至 200 ℃，再以 10 ℃ ／min 升
至 240 ℃， 保持 5 min； 进样口 250 ℃； 传输线 230
℃；载气为 He，流速 1．0 mL ／ min；不分流进样。 电离
方式 EI，70 eV； 离子源温度 250℃， 质量扫描范围
35～400 amu；发射电流 100 μA，检测电压 1．4 kV。 各
组分经过 NIST02 标准谱库检索， 按面积归一化法
计算含量。
2 结果与分析
2．1 枝条主要挥发性成分的 GC－MS分析结果
新疆云杉枝条的挥发性成分 GC－MS 分析总离
子图见图 1。 实验共鉴定出 44 种化合物（表 1），所
鉴定出的化合物相对含量占其总量的 100％。 其挥
发性成分主要为 α－蒎烯，总量为 44．97％；其次是莰
烯，总量为 17．44％；醇类化合物 7．55％；芳香烃类化
合物 0．52％；此外还有少量的薁、茚、酮类、烯烃和烷
烃类化合物。 萜烯类化合物总量达到了 84．25％，是
新疆云杉枝条挥发物的主要成分。
2．2 针叶主要挥发性成分的 GC－MS分析结果
新疆云杉针叶的挥发性成分 GC－MS 分析总离
子图见图 2。 共鉴定出 47 种化合物，见表 1，所鉴定
出的化合物相对含量占其总量的 100％。 其挥发性
成分主要为 1R－α－蒎烯，总量为 34．31％；其次是莰
烯，总量为 22．72％；酯类化合物 7．68％；萘类化合物
5．48％；醇类化合物 4．05％；芳香烃类化合物 2．92％；
此外还有少量的醚类、烯烃和烷烃类化合物。 萜烯
类化合物总量为 66．49％，同样是新疆云杉针叶挥发
物的主要成分。
RT：6.27
RT：8.88
RT：9.85
11.82
RT：16.44
RT：17.07
RT：17.30
RT：20.14
RT：20.62
RT：26.35
RT：29.48 RT：39.38
赵 薇等：新疆云杉枝条及针叶挥发性化合物固相微萃取 GC－MS 分析 2951
湖 北 农 业 科 学 2011 年
图 2 新疆云杉针叶挥发物的 GC－MS 总离子图
100
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20
15
10
5
0
丰
度
//%
5 10 15 20 25 30 35 40
时间//min
RT：5.97
RT：8.36
RT：8.47
RT：9.32
RT：12.46
RT：16.33
RT：19.46
RT：22.33
RT：26.35
RT：29.62 RT：39.39
3 讨论
本实验采用固相微萃取和 GC－MS 分别对新疆
云杉枝条和针叶的挥发性化合物进行了提取、分离
和鉴定，共鉴定出挥发性化合物 75种。 结果表明新
疆云杉枝条和针叶挥发性成分主要为萜烯类化合
物，其中枝条挥发物含 44．97％ α－蒎烯，针叶挥发
物含 34．31％ 1R－α－蒎烯，并且 α－蒎烯是相对较早
挥发出的化合物。枝条和针叶共有挥发性化合物 16
种，但各组分含量有较大差异。 新疆云杉枝条特有
挥发性化合物 28 种，含量最高的为（1S－桥）－醋酸－
1，7，7－三甲基－［2．2．1］双环庚烷－2－醇（4．13％）；针
叶特有 31 种 ， 含量最高为 1，7，7－三甲基－双环
［2．2．1］庚－2－醋酸酯（7．32％）。 另外，较常见的寄主
挥发物，如莰烯，柠檬烯，水芹烯，石竹烯等在两个
样品中均被检出。
刘景英［8］通过对阿尔泰山系松类油脂挥发油的
化学成分分析发现单萜化合物同样是新疆云杉松
脂的主要成分，其 α－蒎烯含量为 56．4％。 通常 α－蒎
烯被看作是寄主挥发物中对植食性昆虫具有较强
引诱作用的重要物质，如在红脂大小蠹、松纵坑切
梢小蠹、云杉八齿小蠹和一些天牛类中相继发现 α－
蒎烯的存在［9－11］。 研究表明，α－蒎烯对云杉八齿小蠹
和纵坑切梢小蠹有强烈吸引作用［12，13］。另外，某些挥
发性化合物如 3－蒈烯和 α－蒎烯能够增大其他蠹虫
的外激素对强大小蠹的引诱作用 ［14］，进一步为阐明
树－虫互作机制奠定了基础。 但 α－蒎烯是否为新疆
云杉引诱害虫的主要物质还需要进一步的诱虫实
验进行探明，以及 α－蒎烯如何与其他挥发性化合物
共同作用等问题也还需要进一步的研究。
陈鹏等 ［15］通过对挪威云杉幼树韧皮部挥发性
物质的测定发现，挪威云杉幼树不同部位（主干上
部与下部） 韧皮的挥发性物质的组分虽然相同，但
相对含量不同，刺激松树皮象寻找寄主的准确取食
部位。 另外云杉挥发性化合物的含量也会随着环境
条件和生长阶段的不同发生变化，对害虫产生不同
的引诱效应，研究表明衰老的树木或已受危害的树
木更容易引诱一些“次期型”小蠹而遭受虫害［16］。 本
实验仅测定了受云杉八齿小蠹侵害的新疆云杉枝
条及针叶的挥发物成分，结果相对单一，为了进一
步明确寄主挥发物对害虫的引诱机制，应扩大采样
面积、增加采样部位、对不同树龄和生长状态的寄
主挥发物成分进行全面分析，从而为深入研究新疆
云杉挥发物对害虫的引诱聚集机制提供基础数据。
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2952
第 14 期
（责任编辑 周有祥）
表 1 新疆云杉枝条及针叶挥发物质的主要组分
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
化合物中文名称
1R－α－蒎烯
α－水芹烯
α－蒎烯
（1S）－6，6－二甲基－2－亚甲基－
双环［3．3．1］－庚烷
莰烯
D－柠檬烯
1，7，7 三甲基－三环［2．2．1．0（2，6）］
庚烷
茨醇
1，7，7－三甲基－双环［2．2．1］庚－2－
醋酸酯
（1S－桥 ）－醋酸－1，7，7－三甲基－
［2．2．1］双环庚烷－2－醇
Z，Z，Z－1，5，9，9－四甲基－1，4，7－
环十一烷三烯
八氢－7－甲基－3－亚甲基－4－（1－甲
乙基）－1H－环戊并 ［1，3］ 环丙并
［1，2］苯
α－石竹烯
α－金合欢烯
石竹烯
十氢－3a－甲基－6－亚甲基－1－（1－
甲乙基）－环丁烷［1，2：3，4］双环戊
烯
1，2，4a，5，6，8a －六氢 －4，7 －二甲
基－1－（1－甲乙基）萘
异长叶烷酮－8－醇
化合物英文名称
1R－α－Pinene
α－Phellandrene
α－Pinene
Bicyclo［3．1．1］heptane，6，6－dimethyl
－2－methylene－，（1S）－
Camphene
D－Limonene
Tricyclo［2．2．1．0（2，6）］heptane，
1，7，7－trimethyl－
Borneol
Aceticacid，1，7，7－trimethyl－bicyclo［2．2．1］
hept－2－yl ester
Bicyclo［2．2．1］heptan－2－ol，1，7，7－trimethyl－，
acetate， （1S－endo）－
1，4，7， －Cy cloundecatriene， 1，5，9，9 －
tetramethyl－， Z， Z， Z－
1H－Cyclopenta［1，3］cyclopropa［1，2］benzene，
octahydro －7 －methyl －3 －methylene －4 －（1 －
methylethyl） － ， ［3as －（3aα，3bβ，4β，7α，
7as*）］－
α－Caryophyllene
α－Farnesene
Caryophyllene
Cyclobuta［1，2：3，4］dicyclopentene，
decahydro－3a－methyl－6－methylene－1－
（1－methylethyl）－， ［1S－ （1α， 3aα，
3bβ， 6aβ， 6bα）］－
Naphthalene， 1，2，4a，5，6，8a－hexahydro－4，7－
dimethyl－1－（1－methylethyl）－，（1α，4aα，8aα）－
Isolongifolan－8－ol
分子式
C10H16
C10H16
C10H16
C10H16
C10H16
C10H16
C10H16
C10H18O
C12H20O2
C12H20O2
C15H24
C15H24
C15H24
C15H24
C15H24
C15H24
C15H24
C15H26O
相对分子
质量
136
136
136
136
136
136
136
154
196
196
204
204
204
204
204
204
204
222
针叶中含量
%
34.31
0.62
0.25
1.87
22.72
2.86
2.90
3.78
7.32
—
—
2.86
1.45
2.28
2.66
3.03
4.25
0.81
枝条中含量
%
0.01
4.72
44.97
—
17.44
7.35
0.52
2.24
—
4.13
2.34
0.36
—
—
8.98
—
—
1.18
化合物
注：仅列出含量大于 1%的物质，“—”为未检测到。
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