全 文 ：第 25卷　第 4期　　　　　　　　　　　　　植　　　物　　　研　　　究 2005年　10月
Vo .l 25　No. 4　　　　　　　　　　　　BULLETIN OF BOTAN ICAL RESEARCH Oc.t , 　2005
基金项目:东北林业大学优秀青年教师创新项目和教育部重点项目(104191)资助
第一作者简介:杨逢建(1971— ),男 ,博士 ,副教授,从事植物生态学研究及教学工作。
*　通讯作者 Au th or for correspondence　E-m ail:zygorl@pub lic. hr. h .l cn
收稿日期:2004 - 11 - 07
林业有害植物豚草挥发油 GC—MS成分分析
杨逢建　王纪坤　张　莹　张衷华　陈华峰　祖元刚*
(东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室 , 哈尔滨　150040)
摘　要　通过对豚草新鲜枝叶进行水蒸气蒸馏 ,应用色质分析 (GC—MS)方法 ,对林业有害植物
豚草挥发成份进行鉴定及定量分析 ,鉴定出 28种化合物 ,为探讨豚草能分布于不同的水分和热量
带并使其他植物受害的机制提供了依据 。
关键词　豚草;色质分析;挥发油
Ana lysis of the component forestry harm ful p lant ofAmbrosia artem isiifo lia
essential oil by Gas Chromatography-Mass Spectrom etry
YANG Feng-Jian　WANG Ji-Kun　ZHANG Y ing　ZHANG Zhong-Hua
CHEN Hua-Feng　ZU Yuan-Gang*
(Key Laborato ry of Fo rest E co logy, M inistry of Educa tion, Northeast Forestry University, H arb in　150040)
Abstract　The vo latile components of the b ranches and leaves o fA. artem isiifolia which a kind o f fo r-
estry harm ful plant we re ana lysed. The ex traction of essential o ilw as carried out by stem distillation and
the distillate treated w ith e thyl ethe r. 28 compounds w ere identified byGC—MS. The resu lt can supp ly
some he lp to understand the mechanism of the distributions to d iffe rentw et zone and hea t quantity zone
and d isease fo r plants.
Key words　Ambrosia artem isiifolia;GC—MS;essential oil
植物间他感作用 (allelopathy)的重要性和相互
竞争机理一直是外来植物入侵研究的热点和难
点 [ 1] ,其中生化他感物质的分离与鉴定是他感作
用研究的薄弱环节。目前 ,在化学分离和生物检测
工作中 ,迫切需要与植物生理学和化学家的合
作 [ 2] 。林业有害植物是指在一个特定地域的林业
生态系统中 ,外来物种通过不同的途径传入 ,并在
自然状态下能够生长 、繁殖和爆发 ,同时对林业生
态系统健康和森林生态系统的恢复造成危害的植
物个体 。
豚草(Ambrosia artem isiifolia)为菊科豚草属植
物又名艾叶破布草 ,是一种 1年生恶性杂草 , 40 ～
50年代传入我国 ,至今已在东北地区广泛蔓延 ,南
方许多省市也有较大的发生 ,对自然植被及农林业
生产造成巨大危害 [ 3] ,是一种重要的林业有害植
物。又由于它具有生命力强 ,扩展速度快 ,生长势
旺盛 ,防除工作量大 ,严重威胁农牧业生产 ,花粉对
人体有害 ,可引起过敏反应等特点 ,愈来愈受到人
们的重视 ,从而对其入侵新生境后的他感作用及挥
发性成分开展了相关研究[ 3, 4] ,但这些研究局限于
对豚草某一器官中挥发性成分的报道 ,但豚草作为
一种影响人类健康和农林业生产的危害性杂草 ,入
侵新生境并产生危害 ,不仅仅是某一器官的贡献 ,
而是整个植株总和作用的结果。本文通过对林业
有害植物豚草挥发油 GC—MS成分分析 ,为探讨豚
草广泛分布于不同的水分和热量带并使其他植物
受害的机制提供依据 。
1　实验材料和方法
1. 1　实验材料
豚草为 2003年 8月 ,采自吉林省长春市郊的
农田附近 ,正值豚草的果期 ,样品自然风干 。
1. 2　样品的提取与分离
精确称取10 kg豚草去杂 ,全部粉碎 ,加入 1:10
蒸馏水进行水蒸气蒸馏 ,馏出液用乙醚少量多次萃
取 ,回收乙醚用无水硫酸钠干燥得到蛋黄透明液
体 ,即为豚草挥发油 ,提取率为 0. 052%。
1. 3　实验仪器及分析条件
GC—MS条件:进样口温度 260℃, 进样量
0. 1 μL,分流比 50:1,载气为 He, 纯度 ≥99. 9%。
石英毛细管柱 HP 250μm ×30 m ×0. 125mm ,柱
温 60℃(保持 2m in), 程序升温 4℃ /m in升至
150℃,程序升温 2℃ /m in升到 200℃, 程序升温
5℃ /m in升到 230℃。 E I源 ,电离电压 70 eV;扫描
范围 10 ～ 550质谱质量单位 ,离子源温度 250℃。
2　结果与分析
按上述试验条件对豚草挥发油进行 GC—MS
分析 ,得到豚草挥发油的化学组分总离子流色谱图
(图 1)。
图 1　豚草挥发物总离子流图
F ig. 1　T IC ofA. artem issiffolia vo la tile
经计算机标准质谱库检索 ,确定出 28个组分 ,并将
总离子流色谱图中的各峰面积进行归一化 ,得到豚
草挥发油中各组分的相对含量(表 1),从表 1中可
以看出 ,豚草挥发油组分十分复杂 ,挥发油中相对
含量较高的组分为蒎烯和倍半萜类化合物 。另外 ,
豚草挥发油中有多组组分是同分异构体 。相对分
子质量为 136(C10H16)的组分有 8种 、204(C15H 24)
的组分为 13种 , 均为萜烯 , 占 75%;醇 2种 , 占
7. 0%;烷 1种 ,占 3. 6%;酯 1种 ,占3. 6%;烯 1种 ,
占 3. 6%;醛 1种 ,占 3. 6%。
3　讨论
长期以来 ,某些萜类化合物 ,如一些单萜类能
强烈地抑制种子萌发和幼苗生长已被公认 ,但一般
认为 ,单独某些化合物的抑制作用较低 ,而混合物
的作用较强 [ 6, 7] ,另外 ,植物萜类化合物还有抑制
自身幼苗的生长发育 ,影响种群格局和群落演替作
用。豚草作为一种重要的外来入侵杂草 ,混生和排
挤农林植物 ,形成单优群落 ,从其挥发油成分中可
以看出 ,全部 28种化合物中 ,萜烯就有 21种 ,占所
有成分的 75%,这些萜类化合物在豚草的种子萌
发 ,群落自疏及拮抗环境中其它物种生长等方面起
重要的作用 。本研究结果和已有文献相吻合 [ 5] ,
均证明豚草中含有大量萜类物质 ,这些物质在自然
界中的化感作用较强 ,在豚草生长过程中发挥了重
要作用。
458 　　　　　　植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　　　　　25卷
表 1　豚草挥发油组分含量分析结果
Table 1　Constituent and con tent resu lts o f vola tile o il from Ambrosia artem isiifolia
保留时间
Reten tion tim e
(m in)
化合物名称
Compound
nam e
分子式
M olecu lar
form u la
相对分子量
Relative
m olecu lar weigh t
相对含量
Relative conten t
(%)
1. 85 2-pen tanol C5H10O 86 0. 143 344
4. 068 Tert-bu tyl n-hyd roxycarb am ate C5H 11O 3N 133 0. 000 262
6. 31 3-Caren e C10H16 136 0. 002 469
7. 28 B icyclo, 3, 1, 0 hex-2-ene, 2-methyl-5-(1m ethylethyl) C10H16 136 0. 040 058
7. 81 (3R-trans)-3-methyl-6-(1-methylethenyl)cyclohexene C10H16 136 0. 002 741
8. 53 β-lim onene C10H16 136 0. 005 024
8. 71 B icyclo3, 1, 1, hep t-2-ene, 2, 6, 6-trim ethyl C10H16 136 0. 072 127
9. 03 B icyclo3, 1, 1, hep tane, 6, 6-dim ethy l-2-m ethy lne C10H16 136 0. 016 392
10. 47 B icyclo2, 2, 1, hep t-2-ene, 1, 7, 7-trim ethyl C10H16 136 0. 043 873
11. 04 1, 3, 6-octatriene, 3, 7-d im ethyl C10H16 136 0. 012 807
15. 81 Bornylm ethyl enher C11H20O 168 0. 001 945
19. 94 B icyclo2, 2, 1, hep t-2-ene, 1, 7, 7-trim ethy l-acid C12H20O 2 196 0. 014 338
23. 23 A lpha-cubeb ene C15H24 204 0. 010 130
23. 52 Cyclobu ta 1, 2, 3, 4d icyclolop entene, dencahyo C15H24 204 0. 062 490
24. 77 B icyclo, 7, 2, 0, undec-2-ene, 4, 11, 11-trim ethy-8-m ethylene C15H24 204 0. 024 583
25. 16 Bicyclo3, 1, 1, hept-2-ene, 2, 6-d im ethyl-6-(4-m ethy l-3-pen teny l) C15H24 204 0. 017 703
26. 04 sp iro 4, 5 dec-7-ene, 1, 8-d im ethy l-4-(1-m ethy letheny l) C15H24 204 0. 386 705
27. 09 Y langene C15H24 204 0. 047 138
27. 55 1H , B enzocyclohep tene, 2, 4A, 5, 6, 7, 8, 9, 9A-O ctahyd ro-3, 5, 5-Trim ethyl C15H24 204 0. 017 855
27. 93 Cyclohexene, 1-methyl-4-(5m ethyl-1-m ethyl) C15H24 204 0. 019 443
28. 33 Naph th alene, 1, 2, 4 a, 5, 6, 8 a-hexahyd ro-4, 7-d im C15H24 204 0. 015 392
30. 00 1H-cyclop rop-e-A zu len e, Decahydro-1, 1-Trim ethy l-4-m ethy lene C15H24 204 0. 007 554
30. 07 A zu lene, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8-octahyd ro-1, 4-d lm ethy l-7-(1-m ethy lethy lidene) C15H24 204 0. 005 976
30. 96 A lpha-san ta lol C15H24O 220 0. 010 030
31. 49 Naph thalene, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 8A-O ctahydro-1, 8A-D im ethy l-7-(1-m ethy le) C15H24 204 0. 005 681
32. 68 1-Naph th aleno l, Decahydro-4A-m ethyl-8-methylene-2-(1-m ethy len t) C15H26O 222 0. 005 341
34. 02 1, 4-M ethanoazu lene, Decahydro-4, 8, 8-trim ethy l-9-m ethylene C15H24 204 0. 005 803
36. 68 Oxirane, hexadecy l C18H36O 268 0. 002 793
参　考　文　献
1. R idenourW M , Ca llaway R M. The re la tive impo rtant o f a l-
lelopa thy in interfe rence:the effects of an invasive w eed on
a native bunchg rass. Oeco log ia, 2001, 126:444 ～ 450
2. 祝心如. 植物他感作用研究———化学生态的重要领域.
见:马世骏主编:现代生态学热点透视. 北京:社会出版
社 , 1990. 244 ～ 253
3. 王大力 , 祝心如. 豚草的化感作用. 生态学报 , 1996, 16
(1):11 ～ 19
4. 吕怡兵 , 闫雪 , 王洋 , 等. 三裂叶豚草花序挥发成分的
GC—MS分析. 分析测试学报 , 1999, 18(2):42 ～ 44
5. 王大力 , 祝心如.豚草和三裂叶豚草挥发物成分的 GC和
GC M/ S分析.质谱学报 , 1996, 17(3):37 ～ 41
6. A splund R O. M ono terpenes:Re la tionsh ip be tw een structu re
and inhibition of ge rm ina tion. Pho tochem istry, 1986, 7:1995
～ 1997
7. B radow JM , C onnickW J. Vola tile seed ge rm ina tion inhibi-
tors from plan t re sidues. J Chen Eco l, 1990, 16:645 ～ 666
4594期 杨逢建等:林业有害植物豚草挥发油 GC—M S成分分析