全 文 ：doi10. 16473 / j. cnki. xblykx1972. 2015. 04. 013
南亚松针叶的挥发性物质化学成分
*
陈新华1，3，杨章旗2，段文贵4，林桂汕4
(1. 广西大学林学院，广西 南宁 530004;2. 广西林业科学研究院，广西 南宁 530002;
3. 南宁市林业科学研究所，广西 南宁 530107;4. 广西大学化学化工学院，广西 南宁 530004)
摘要:采用先溶剂提取后，再用水蒸气蒸馏提取南亚松针叶挥发性次生代谢产物，通过 GC、GC － MS 联用仪分
析其化学组分，各个化学组分的相对含量计算采用面积归一化法，研究南亚松针叶的挥发性物质化学成分。结
果表明，南亚松针叶次生代谢产物共得到 64 个组分，鉴定出 29 个组分，占色谱出峰面积的 95. 52 %。其中主要
成分有:石竹烯 44. 07 %、Δ-吉马烯 16. 87 %、α-石竹烯 8. 12 %、3-蒈烯 8. 04 %、α-蒎烯 4. 14 %。主要成分中
单萜 8 种，含量占 16. 85 %;倍半萜 10 种，含量占 75. 49 %。
关键词:南亚松;针叶;挥发性;次生代谢产物;GC-MS
中图分类号:S 791. 259 文献标识码:A 文章编号:1672 － 8246 (2015)04 － 0069 － 05
Chemical Composition of Volatile Metabolites in Pinus latteri Needles
CHEN Xin-hua1，3，YANG Zhang-qi2，DUAN Wen-gui4，LIN Gui-shan4
(1. College of Forestry，Guangxi University，Nanning Guangxi 530004，P. Ｒ. China;2. Guangxi Academy of Forestry，Nanning Gangxi 530002，
P. Ｒ. China;3. Nanning Institute of Forestry，Nanning Gangxi 530107，P. Ｒ. China;4. College of Chemistry and Chemical Engineering，
Guangxi University，Nanning Gangxi 530004，P. Ｒ. China)
Abstract:The volatile metabolites were derived from pine needles of Pinus latteri by solvent extraction followed by
steam-distillation． The compositions were analyzed and identified by gas chromatography (GC)and gas chromatog-
raphy /mass spectrometry (GC /MS)． The relative content was determined by area normalization． 64 components
were detected and 29 of them were identified． These 29 components amounted totally to 95. 52 % of the total peak
area． The major components of the volatile metabolites were Caryophyllene (44. 07 %)，Δ-Germacrene (16. 87 %)，
α-Caryophyllene (8. 12 %) ，3-Carene (8. 04 %) ，α-Pinene (4. 14 %)． There were 8 monoterpenes and 10
sesquiterpenes，which amounted 16. 85 % and 75. 49 % of total compound respectively．
Key words:Pinus latteri;pine needle;volatile;secondary metabolites;GC-MS
植物许多防御方式主要依赖于其自身体内种类
繁多的次生代谢物［1］，故利用植物自身抗虫能力
来进行虫害防治，是植物保护的重要策略。挥发性
的次生代谢物在植物-害虫-天敌三级营养关系中发
挥重要作用［2］，可引起昆虫趋向、忌避、抗生、
抑制取食［3］、减少产卵［4］和吸引天敌［5］等，植物的
挥发性次生代谢物的组成、浓度等因素影响其寄主
的定向，进而引起昆虫对植物的选择偏好［6］。松树
挥发性次生代谢物遍布整个松树林冠层［7 ～ 8］。申长
茂等［9］从马尾松 (Pinus massoniana)针叶中检测到
的化学成分主要有单萜、倍半萜、酯类、醇类、环
氧化合物;杨燕等［10］从云南松 (P. yunnanensis)检
测到的化学成分主要有倍半萜、有机酸、含氮化合
物、醇类、单萜等。刘敏丽等［11］从油松检测到的化
第 44 卷 第 4 期
2015 年 8 月
西 部 林 业 科 学
Journal of West China Forestry Science
Vol. 44 No. 4
Aug. 2015
* 收稿日期:2015 － 03 － 04
基金项目:国家 948 项目 (2011-4-34) ，“八桂学者”专项经费资助，广西优良用材林资源培育重点实验室 (14-A-01-02)。
第一作者简介:陈新华 (1988 －) ，男，助理工程师，硕士，主要从事林木遗传改良研究。E-mail:cxh76153264@ aliyun． com
通讯作者简介:杨章旗，男，教授级高级工程师，博士，主要从事松树遗传改良研究。E-mail:Yangzhangqi@ 163． com
学成分主要有倍半萜、醇类、酸类、单萜等;此外，
还对樟子松 (P. sylvestnis var. mongolica)［12］、湿地
松 (P. elliottii)［13］、火炬松 (P. taeda)［14］，苏门答
腊松 (P. merkusii)［15］等松树的挥发性次生代谢物
进行了研究。不同松树的针叶挥发性次生代谢物组
成与含量存在较大差异，而且危害不同松树的昆虫
种类也不尽相同。
南亚松 (P. latteri)别名海南松、越南松，是
典型的热带松树，在马来半岛、中南半岛及菲律宾
的热带地区均有分布。我国主要分布在海南、广东
南部、广西南部等海拔在 50 ～ 1 200 m 的丘陵台与
山地。南亚松耐贫瘠，是荒山造林的先锋树种;其
胸径可达到 1 m以上，可培育大径材且木材性质优
良;此外，南亚松产脂量高 (是马尾松产脂量的 2
～ 2. 5 倍) ，是优良的采脂树种［16 ～ 17］，应用前景良
好。近年来，南亚松林的保护已经成为南亚松种质
资源保护、开发利用的重要任务。但南亚松不可避
免地遭受到了多种昆虫的危害，其中思茅松毛虫
(Dendrolimus kikuchii)与马尾松毛虫(D. punctatus)
的危害最为严重。由于树木生长周期长，一旦受到
虫害破坏，短时间内难以恢复;以现有的化学防治
和生物防治方法控制虫害，仍然难以达到有效、经
济和安全的要求。南亚松针叶挥发性次生代谢物可
能含有利于松毛虫定向选择的信号物质，但尚未见
有南亚松针叶挥发性次生代谢物的研究报道。
本研究主要对南亚松针叶内挥发性次生代谢物
进行研究，先用溶剂对针叶进行抽提，再用水蒸气
蒸馏进行分离出挥发成分，利用气相色谱、气-质
联用仪进行分析鉴定，研究南亚松针叶挥发性次生
代谢物的主要成分，以期为进一步研究松毛虫与南
亚松的相互作用机制，为今后南亚松抗虫害遗传改
良研究提供依据。
1 材料与方法
1. 1 材料与仪器
于 2014 年 5 月 30 日在广西南宁市林业科学研
究所采集长势良好，无病虫害的南亚松针叶，针叶
放入 － 80℃冰箱保存备用。乙醚 (AＲ) ，无水氯化
钙 (AＲ) ;旋转蒸发仪 (上海亚荣) ;电子天平
(梅特勒-托利多) ;调温电热套，水蒸气发生器，
HP6890 型气相色谱仪 (美国惠普公司) ，装配氢
火焰离子化检测器 (FID) ;GCMS-QP5050A 型气
相色谱-质谱联用仪 (日本岛津公司)。
1. 2 挥发物的提取方法
用溶剂提取与水蒸气蒸馏法提取针叶挥发性次
生代谢物。取新鲜针叶 60 g，剪碎成约 0. 2 cm 小
段，装入 250 mL圆底烧瓶中并按液料比 2 ︰ 1 的
比例加入 120 mL乙醚于 45 ℃下回流提取 3 h。提
取液旋蒸除去溶剂，经水蒸气蒸馏 40 min 后，乙
醚萃取冷凝液;无水氯化钙干燥，得淡黄色液体，
用于 GC和 GC-MS分析。
1. 3 分析方法
定量 GC 分析。DM-5 色谱柱为 60 m × 0. 32
mm，0. 5μm，柱温为 70℃保留 2 min，每分 0. 5℃
升至 75℃每分 3℃升至 180℃每分 0. 5℃升至 190℃
每分 3℃升至 230℃;载气为 N2 (99. 999 %) ，流
速为 30 mL /min，柱前压 50 kP，分流比为 10 ︰ 1;
汽化室温度为 230℃;FID 检测器温度 250℃;进
样方式为手动进样，进样量为 0. 5μL。松针挥发物
化学组分相对含量由安捷伦化学工作站软件 (An-
gilent ChemStation)按峰面积归一法计算，定性
GC-MS 分析。DM-5 色谱柱为 60 m × 0. 32 mm，
0. 5μm，柱温为 70℃保留 3min，每分 0. 5℃升至
75℃每分 3℃升至 180℃每分 0. 5℃升至 190℃每分
3℃升至 230℃;载气为 He (99. 999 %) ，流速为
1. 1 mL /min，柱前压 50 kP，分流比为 50 ︰ 1;汽
化室温度为 230℃;FID 检测器温度 250℃;进样
方式为手动进样，进样量为 0. 2 μL。离子源为电
子倍增器电压 1. 4 Kv，电子 EI 源 (能量 70eV) ;
接口温度为 250℃;质量扫描范围为 33 ～ 600 amu;
所得质谱图与 NIST 数据库检索对比，进行定性分
析。
2 结果与分析
按上述条件对南亚松针叶挥发性次生代谢物进
行分析，GC与 GC-MS的分析结果分别作为定量与
定性的依据。南亚松针叶挥发次生代谢物色谱图
(图 1)。南亚松针叶挥发次生代谢物总离子流图
(图 2)。采用 GC、GC-MS对挥发物进行分析测定，
分离得到南亚松针叶的挥发组分 64 个 (表 1) ，鉴
定出 29 个组分，占色谱出峰面积的 95. 52 %。
07 西 部 林 业 科 学 2015 年
图 1 南亚松针叶挥发次生代谢物色谱图 图 2 南亚松针叶挥发次生代谢物总离子流图
Fig. 1 Gas chromatography of volatile metabolites
of Pinus latteri needle
Fig. 2 TIC chromatography of volatile metabolites of
Pinus latteri needle
表 1 南亚松针叶挥发次生代谢物成分
Tab. 1 The chemical compositions of volatile metabolites in Pinus latteri needles
序号 保留时间 化合物 相对百分含量 1* /% 相似度 2* /% 分子式
1 23. 091 3-己烯醛 3-Hexenal 0. 11 93 C6H10O
2 29. 215 α-蒎烯 α-Pinene 4. 14 97 C10H16
3 31. 806 α-水芹烯 α-Phellandrene 0. 30 86 C10H16
4 32. 346 β-蒎烯 β-Pinene 0. 87 95 C10H16
5 32. 453 β-月桂烯 β-Myrcene 0. 49 90 C10H16
6 34. 636 3-蒈烯 3-Carene 8. 04 96 C10H16
7 35. 647 ρ-聚伞花烯 ρ-Cymene 0. 25 90 C10H14
8 35. 865 香桧烯 Sabinene 1. 12 90 C10H16
9 39. 658 异松油烯 Terpinolene 1. 64 95 C10H16
10 39. 814 β-芳樟醇 β-Linalool 0. 03 90 C10H18O
13 45. 497 ρ-聚伞花醇 ρ-Cymenol 0. 08 97 C10H14O
17 50. 316 乙酸龙脑酯 Bornyl acetate 0. 12 95 C12H20O2
18 51. 964 马鞭草烯酮 Verbenone 0. 02 91 C10H14O
19 58. 478 古巴烯 Copaene 0. 31 95 C15H24
20 59. 308 β-榄香烯 β-Elemen 0. 30 94 C15H24
21 63. 221 β-石竹烯 β-Caryophyllene 44. 07 96 C15H24
25 65. 400 α-石竹烯 α-Caryophyllene 8. 12 93 C15H24
26 66. 349 γ-石竹烯 γ-Caryophyllene 1. 94 93 C15H24
27 66. 589 (+)-γ-木络烯(+)-γ-Muurolene 1. 11 95 C15H24
28 67. 803 Δ-吉马烯 Δ-Germacrene 16. 87 95 C15H24
30 68. 080 α-木络烯 α-Muurolene 1. 22 96 C15H24
32 69. 416 γ-杜松烯 γ-Cadinene 0. 52 93 C15H24
33 69. 728 (+)-δ-杜松烯(+)-δ-Cadinene 1. 03 93 C15H24
37 72. 953 反式-橙花椒醇 Trans-Nerolidol 0. 05 93 C15H26O
38 74. 308 未知物 Unknown 0. 22 C15H24O
42 75. 473 氧化石竹烯 Caryophyllene oxide 1. 76 94 C15H24O
47 77. 182 3，4-二甲基-3-环己烯-1-醛3，4-Dimethyl-3-cyclohexen-1-carboxaldehyde 0. 15 85
C9H14O
48 77. 885 未知物 unknown 0. 08 84 C14H22O
50 78. 891 τ-杜松醇 τ-Cadinol 0. 53 90 C15H26O
52 79. 611 未知物 unknown 0. 26 C15H26O
53 79. 923 α-杜松醇 α-Cadinol 0. 19 87 C15H26O
注:1* 通过图 1 的峰面积归一化法计算得出，2* 通过比对 NIST质谱库得出。
17第 4 期 陈新华等:南亚松针叶的挥发性物质化学成分
在所鉴定的化合物中，单萜烯 8 种，相对含量
为 16. 85 %，包括 α-蒎烯、α-水芹烯、β-蒎烯、β-
月桂烯、3-蒈烯、ρ-聚伞花烯、香桧烯、异松油
烯;倍半萜烯 10 种，相对含量为 75. 49 %，有古
巴烯、β-榄香烯、β-石竹烯、α-石竹烯、γ-石竹
烯、(+)-γ-木络烯、Δ-吉马烯、α-木络烯、γ-杜
松烯、 (+)-δ-杜松烯;酮类 1 种，相对含量为
0. 02 %，马鞭草烯酮;醇类 5 种，相对含量为
0. 88 %，分别为 β-芳樟醇、ρ-聚伞花醇，反式-橙
花椒醇、τ-杜松醇、α-杜松醇;酯类 1 种，相对含
量为 0. 12 %，为乙酸龙脑酯;氧化物 1 种，相对
含量为 1. 76 %，为氧化石竹烯。
3 结论与讨论
挥发性次生代谢物是植物对抗入侵昆虫的重要
化学物质，研究植物挥发性物质种类与含量对阐明
植物与昆虫互作机制，探讨虫害防御策略是一个重
要研究内容。本研究对南亚松针叶挥发性次生代谢
物成分与含量进行报道，鉴定的组分与 Kurose et
al. ［15］报道的苏门答腊松 (Pinus species)针叶挥发
成分存在较多差异。
Kurose et al. ［15］采用水蒸气蒸馏法对苏门答腊
松针叶挥发物进行了研究，鉴定出 18 种化合物，
单萜烯有 7 种占 28. 8 %，包括 α-蒎烯 8. 9 %，莰
烯 0. 1 %，β-蒎烯0. 4 %，δ-3-蒈烯 1. 7 %，柠檬
烯 7. 1 %，α-水芹烯0. 6 %，ρ-聚伞花烯 0. 1 %;
倍半萜烯 7 种占 59. 8 %，包括 α-古巴烯 0. 2 %，
β-石竹烯 43. 1 %，α-蛇麻烯 9. 0 %，(E)-β-法尼
烯 1. 4 %，β-古巴烯 3. 9 %，γ-紫穗槐烯 0. 9 %，
δ-杜松烯 1. 3 %，醇类 1 种，α-松油醇 0. 1 %，氧
化物 2 种，氧化石竹烯 11. 9 %，蛇麻烯氧化物
1. 6 %，酯类 1 种，月桂酸丁酯 1. 6 %。其中含量
最高组分为倍半萜烯。本研究用溶剂与水蒸气蒸馏
相结合的方法，提取了南亚松针叶挥发物，检测出
64 个组分，鉴定出 29 种化学成分。其中萜烯类有
18 种，单萜烯有 8 种，较 Kurose et al. ［15］报道的种
类多，但相对含量要低;倍半萜烯有 10 种，较
Kurose et al. ［15］报道的种类多，相对含量较高;醇
类 5 种，酯类 1 种，酮类 1 种，氧化物 1 种。含量
较高的成分为 β-石竹烯 44. 07 %，δ-3-蒈烯8. 04 %，
α-蒎烯 4. 14 %，氧化石竹烯 1. 76 %，δ-杜松烯
1. 03 %等。南亚松针叶的倍半萜烯，单萜烯相对
含量较高。
Kurose et al. ［15］报道的 α-蒎烯，β-蒎烯，δ-3-
蒈烯，α-水芹烯，ρ-聚伞花烯，α-古巴烯，β-石竹
烯，δ-杜松烯，氧化石竹烯在南亚松针叶中也被检
测出来。Kurose et al. ［15］报道的莰烯，α-蛇麻烯，
(E)-β-法尼烯，柠檬烯，β-古巴烯，月桂酸丁酯
在本次研究中未有发现。南亚松与苏门答腊松高含
倍半萜烯均为 β-石竹烯，含量分别达 44. 07 %与
43. 1 %，高含 β-石竹烯是两种松树共同的特点。
杨燕［10］等报道的云南松针叶挥发性次生代谢
物主要组分为十六酰胺 (16. 581 %) ，大根香叶烯
D (15. 045 %) ，油 酸 (9. 372 %)、棕 榈 酸
(5. 835 %)、亚 油 酸 (5. 739 % )、β-石 竹 烯
(4. 473 %)、α-蒎烯 (4. 141 %)、十五碳-三烯醛
(3. 829 %)、十八酰胺 (3. 663 %)、7，10，13-十
六碳三烯酸甲酯 (2. 595 %)、硬脂酸 (2. 294 %) ;
申长茂等［9］报道的马尾松针叶挥发性次生代谢物
主 要 组 分 为 α-蒎 烯 (42. 32 %)、 β-蒎 烯
(15. 37 %)、β-石竹烯 (11. 26 %)、萜品油烯
(2. 91 %)、α-石竹烯 (2. 68 %)。对比主要组分
可知，高含 β-石竹烯 (44. 07 %)是南亚松区别
于其他松树的特征。
本研究通过对南亚松针叶挥发性次生代谢物进
行定性定量研究，初步分析了南亚松挥发性次生代
谢物的主要成分与含量。南亚松的萜类挥发物质的
含量和成分，在马尾松毛虫与思茅松毛虫选择寄主
的行为中发挥的作用和互作的机制，尚需通过昆虫
触角生理电位与嗅觉反应作进一步探索。
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