全 文 ：林业科学研究　2007, 20 (3) : 428～432
Forest Research
　　文章编号 : 100121498 (2007) 0320428205
华山松树皮挥发性诱虫活性物质成分分析
陈 　敏 , 李永和 3 , 王晓佳
(西南林学院保护生物学学院 ,云南 昆明 650224)
关键词 :华山松 ;树皮 ;木蠹象 ;成分分析
中图分类号 : S791. 241 文献标识码 : A
收稿日期 : 2006211221
基金项目 : 云南省“十五”科技攻关项目 (2003NG12)资助
作者简介 : 陈敏 (1981 - ) ,女 ,重庆石柱人 ,森林保护学专业硕士研究生 ,主要从事森林病虫害综合管理研究.3 通讯作者.
Ana lysis of Vola tile Con stituen ts in P inus a rm andii Bark w ith GC /M S
CHEN M in, L I Yong2he, WANG X iao2jia
( The Faculty of Conservation B iology, Southwest Forestry College, Kunm ing　650224, Yunnan, China)
Abstract: In this study, steam distillation was used to extract the volatile constituents from the bark of Pinus arm andii. The
volatile constituents and Pissodes puncta tus were used for laboratory test by“Y”olfactometer. The chem ical constituents of
the volatile oil were identified with GC /MS method。6. 25% volatile constituents showed strong attractiveness to Pissodes
punctatus in the laboratory, and 65 compounds were identified mainly including such chem ical compound as L imonene
(29. 27% ) , Benzene (17. 81% ) , 1R2. alpha. 2Pinene ( 16. 08% ) , 32Methylhexane ( 7. 15% ) , and Hep tane ( 5. 55% ) ,
beta. 2Pinene (5. 67% ) , Caryophyllene (3. 27% ) , beta. 2Myrcene (3. 1% ) and etc.
Key words: Pinus arm andii; bark; Pissodes puncta tus; compounds of volatile
华山松 ( Pinus arm andii Franch)是中国亚热带西
部地区的山地针叶林 ,在云南主要分布在滇西北、滇
中部和东北中山山地。华山松是良好的经济树种 ,可
作为建筑、家具等的优良用材 ;此外 ,华山松立木可采
脂 ,树皮制烤胶 ,种子是优质的食用油和干果 [ 1 ]。作
为云南省和长江上游防护林体系的重要造林树种和
主要用材树种 ,其种植面积已占全省森林面积近
70% ,占长江防护林面积的 40%。华山松能合成和释
放低分子量的次生代谢物质 ,其中挥发性物质占很大
比例 ,这类物质作为一种行为暗示的化学信号在植物
与昆虫之间起着重要的作用 [ 2 ]。这些挥发性物质使
蛀干害虫 (如小蠹虫 )高效、精确的找到寄主树木 ,减
少因迁移、定居过程中面临的各种威胁 [ 3 ]。Thomas
等人 [ 4 ]研究发现轻微损伤或风折等造成的寄主损伤
有利于小蠹虫快速寻找到寄主树木。李宗波等人 [ 5 ]
提取了华山松松脂的挥发性成分 ,发现在树脂挥发油
中 ,α2蒎烯、β2蒎烯等含量很高。国外许多研究证实 ,
β2蒎烯对小蠹虫有很强的引诱作用 ,α2蒎烯也能激活
小蠹虫的信息素使其表现出活性 [ 6 ]。
华山松木蠹象 ( P issodes puncta tus Langor and
Zhang )属鞘翅目 ( Coleop tera) ,象甲科 ( Curculion2
idae) ,木蠹象属 ( P issodes) [ 7 ] ,是危害华山松纯林的
一种蛀干害虫 ,对华山松林危害极为严重。雷桂林
等人 [ 8 ]研究发现 ,该虫最喜为害 15～30年生 ,粗皮
高度 0. 5～1. 0 m的华山松健康植株 ,取食和产卵喜
欢在表皮光滑、水分充足的部位上进行。本研究旨
在采用水蒸气蒸馏法和气相色谱 - 质谱 - 计算机联
用技术 ,研究华山松树皮挥发性成分的组成 ,为揭示
华山松木蠹象寄主选择与树木挥发性物质间的相互
关系奠定基础。
第 3期 陈 　敏等 :华山松树皮挥发性诱虫活性物质成分分析
1 材料和方法
1. 1　华山松树皮挥发性物质的提取
华山松健康木采自云南省会泽县国营者海林场
华山松人工林。树皮用蒸馏水洗净晾干 ,剪成 5 mm
的小段。称取 300 g放入同时蒸馏萃取装置 ,石油
醚为萃取剂。同时蒸馏萃取 3 h,旋转蒸发仪浓缩除
去石油醚 ,萃取液用无水硫酸钠干燥 ,得到无色透明
油状液体 (22. 5 g) ,出油率为 7. 5%。
1. 2　挥发性物质的生物测定
挥发性物质的室内生物测定装置为“Y”型嗅觉
仪。将华山松挥发油与正己烷按体积比 1∶0, 1∶5, 1∶
10, 1∶15, 1∶20, 1∶25, 1∶30, 1∶35配置 8个不同浓度的混
合液。“Y”型嗅觉仪一臂放混合液 ,另一臂放正己烷
作为对照 ,滤纸作为载体。测试时 ,先将压气泵电源
接通 ,调节流量计 ,使两边气流流速相同 ,均为 20 L·
h - 1。将华山松木蠹象成虫逐头放入 ,观察其趋向行
为 , 3 m in内第一次进入某一臂 ,定为对这一侧的气味
有趋性。
1. 3　挥发性物质成分 GC2MS分析
GC2MS分析测试条件 :色谱柱 : HP25MS(60 m ×
0. 32 mm ×0. 25μm ) ;载气 : He,流速 : 1. 0 mL ·
m in - 1 ;进样温度 : 240 ℃;接口温度 : 250 ℃;质量扫
描范围 : 35 ～455 amu; 离子源 : E I源 ; 电子能量 :
70eV。按此分析测试条件 ,对华山松树皮挥发性成
分进行 GC2MS分析 ,各化合物质量分数的确定为面
积归一化法。化合物定性分析是根据 GC2MS联用
所得质谱信息经计算机用 W iley, N ISt98谱库与标准
谱图对照、解析 ,最终确认其中的化学成分。
2　结果与分析
2. 1　华山松木蠹象对华山松树皮挥发性物质的嗅
觉反应
生物测试结果 (表 1)表明 ,华山松木蠹象成虫对
体积比 (华山松挥发性物质∶正己烷 )为 1∶10, 1∶15, 1
∶20的挥发性物质混合液表现出较强的趋性 ,其中对
体积比为 1∶15的提取液混合物的趋性最强 ,可达到
100%。由此表明 :华山松木蠹象对一定浓度的华山
松挥发性物质有很强的趋性。华山松作为华山松木
蠹象的寄主植物 ,其挥发性物质在空气中稀释成一定
浓度 ,对华山松木蠹象具有很强的引诱作用。
表 1 华山松木蠹象对不同浓度
华山松树皮挥发油的选择反应
不同
浓度组合 选择率 /%
sig.
(22tailed) 不同浓度组合 选择率 /% sig.(22tailed)
1∶0 0 0. 0003 3 1∶20 80 0. 0283
CK 100 CK 20
1∶5 41 0. 224 1∶25 67 0. 093
CK 59 CK 33
1∶10 86 0. 0013 3 1∶30 64 0. 0073 3
CK 14 CK 36
1∶15 100 0. 0093 3 1∶35 40 0. 124
CK 0 CK 60
每组处理测试 60头 ,每 20头为一重复 ;对结果做 t检验 , 0. 01 < sig.
< 0. 05时 ,认为华山松木蠹象对不同浓度组合和对照之间选择反应
存在显著差异 ,记作 3 ; sig. < 0. 01时 ,认为存在极显著差异 ,记作 33 ;无 3 者为差异不显著。CK为对照。
图 1 华山松树皮挥发性物质 GC /MS总离子流
924
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 20卷
2. 2　华山松树皮挥发性物质总离子流图
从华山松树皮挥发油的总离子流图 (图 1)中可
检测出约 65个色谱峰 ,鉴定出 63种化合物 ,所鉴定
的成分占挥发油色谱峰总峰面积约 98. 76%。其余
成分因其质谱信息量不足而未确认其结构。
2. 3　华山松树皮挥发性物质的成分分析
定性定量分析结果 (表 2)表明 ,华山松树皮挥
发性物质中含量最多的是柠檬烯 ( 29. 27% ) ,其次
是苯 ( 17. 81% )以及 1R2α2蒎烯 ( 16. 08% ) , 32甲基
己 烷 ( 7. 15% ) , 正 庚 烷 ( 5. 55% ) , β2蒎 烯
(5. 67% ) ,石竹烯 ( 3. 27% ) ,β2月桂烯 ( 3. 1% ) ,
上述 8种化合物的含量占总量的 87. 90%。
表 2　华山松树皮挥发性物质成分
峰号 保留时间 /m in 化合物名称 化学式 相对含量 /%
1 2. 293 Benzene苯 C6 H6 17. 81
2 2. 352 Hexane, 32methyl232甲基己烷 C7 H16 7. 15
3 2. 528 Hep tane正庚烷 C7 H16 5. 55
4 2. 634 22Hexene, 32methyl2, ( Z) 2 ( Z) 232甲基 222己烯 C7 H14 0. 01
5 2. 828 Hexane, 2, 42dimethyl22, 42二甲基己烷 C8 H18 0. 68
6 2. 875 Cyclopentane, ethyl2乙基环戊烷 C7 H14 0. 18
7 3. 004
Cyclopentane, 1, 2, 32trimethyl2, (1. alpha. , 2. alpha. , 3. beta. ) 2 (1α, 2.α. , 3α. ) 2 1, 2, 32三甲
基环戊烷
C8 H16 0. 13
8 3. 122 Hep tane, 42methyl - 42甲基庚烷 C8 H18 0. 32
9 3. 175 Hep tane, 22methyl - 22甲基 2庚烷 C8 H18 1. 27
10 3. 269 Hep tane, 32methyl - 32甲基 2庚烷 C8 H18 1. 33
11 3. 363 Cyclohexane, 1, 22dimethyl2, cis - 顺式 21, 22二甲基环己烷 C8 H16 0. 21
12 3. 481 Cyclopentane, 12ethyl232methyl2, cis - 顺式 212乙基 232甲基环戊烷 C8 H16 0. 09
13 3. 522 Cyclopentane, 12ethyl222methyl21 -乙基 222甲基环戊烷 C8 H16 0. 11
14 3. 604 Octane正辛烷 C8 H18 0. 89
15 3. 716 Cyclohexane, 1, 42dimethyl - 1, 42二甲基环己烷 C8 H16 0. 08
16 3. 857 Hexane, 2, 2, 52trimethyl - 2, 2, 52三甲基己烷 C9 H20 0. 05
17 3. 916 Hep tane, 2, 42dimethyl - 2, 42二甲基庚烷 C9 H20 0. 02
18 3. 951 Cyclopentane, 12ethyl222methyl2, cis - 顺式 212乙基 222甲基环戊烷 C8 H16 0. 02
19 4. 328 Benzene, chloro - 氯苯 C6 H5 Cl 0. 24
20 4. 557 Ethylbenzene乙基苯 C8 H10 0. 04
21 4. 687 p2Xylene　1, 42二甲苯 C8 H10 0. 12
22 5. 046 Styrene 　苯乙烯 C8 H8 0. 01
23 5. 087 Benzene, 1, 32dimethyl - 1, 32二甲苯 C8 H10 0. 03
24 5. 604 Tricyclo[ 2. 2. 1. 02, 6 ] hep tane, 1, 7, 72trimethyl - 1, 7, 7 - 三甲基 -三环 [ 2. 2. 1. 02, 6 ]庚烷 C10 H16 0. 05
25 5. 675
B icyclo[ 3. 1. 0 ] hex222ene, 22methyl252(12methylethyl) - 22甲基 252(异丙基 ) 2双环 [ 3. 1. 0 ] 222
己烯
C10 H16 0. 02
26 5. 822 1R2. alpha. 2Pinene　1R2α2蒎烯 C10 H16 16. 08
27 6. 093 Camphene　莰烯 C10 H16 0. 45
28 6. 287 Benzaldehyde　苯甲醛 C7 H6O 0. 06
29 6. 534
B icyclo[ 3. 1. 0 ] hex222ene, 42methyl212(12methylethyl) - 42甲基 212(异丙基 ) 2双环 [ 3. 1. 0 ] 222
己烯
C10 H16 0. 05
30 6. 61 . beta. 2Pinene 　β2蒎烯 C10 H16 5. 67
31 6. 822 . beta. 2Myrcene β2月桂烯 C10 H16 3. 1
32 7. 222 32Carene　 32蒈烯 C10 H16 0. 17
33 7. 334 ( + ) 242Carene ( + ) 242蒈烯 C10 H16 0. 04
34 7. 487 Benzene, 12methyl242(12methylethyl) 2 对异丙基甲苯 C10 H14 0. 1
35 7. 592 L imonene　柠檬烯 C10 H16 29. 27
36 7. 698 1, 3, 62Octatriene, 3, 72dimethyl2, ( E) 2 ( E) 23, 72二甲基 21, 3, 62三辛烯 C10 H16 0. 37
37 7. 898 1, 3, 72Octatriene, 3, 72dimethyl - 3 , 72二甲基 21, 3, 72辛三烯 C10 H16 0. 08
034
第 3期 陈 　敏等 :华山松树皮挥发性诱虫活性物质成分分析
(续表 2)
峰号 保留时间 /m in 化合物名称 化学式 相对含量 /%
38 8. 128 1, 42Cyclohexadiene, 12methyl242(12methylethyl) - 12甲基 242(异丙基 ) 21, 42环己二烯 C10 H16 0. 06
39 8. 698 Cyclohexene, 12methyl242(12methyle2thylidene) - 12甲基 242(12甲基 2亚乙烯基 ) 2环己烯 C10 H16 0. 23
40 8. 863 1, 62Octadien232ol, 3, 72dimethyl2 3, 72二甲基 21, 62辛二烯 232醇 C10 H18O 0. 22
41 9. 186 Fenchol　葑醇 C10 H18O 0. 06
42 9. 798 Camphor　 22莰酮 C10 H16O 0. 08
43 10. 086
B icyclo[ 3. 1. 1 ] hep tan232one, 2, 6, 62trimethyl2, (1. alpha. , 2. alpha. , 5. alpha. ) 2 (1α, 2.α. , 5.
α. ) 22, 6, 62三甲基 2双环 [ 3. 1. 1 ] 232庚烯 C10 H16O 0. 08
44 10. 169
B icyclo[ 2. 2. 1 ] hep tan222ol, 1, 7, 72trimethyl2, ( 1S2endo) - ( 1S2endo) 2 1, 7, 72三甲基 l2双环
[ 2. 2. 1 ]庚 222醇 C10 H18O 0. 21
45 10. 369 32Cyclohexen212ol, 42methyl212(12methylethyl) 2, (R) - (R) 242甲基 212(异丙基 ) 232环己烯 212醇 C10 H18O 0. 34
46 10. 604 ( + ) 2. alpha. 2Terp ineol (p2menth212en282ol) 1. 12
47 10. 669 Cyclohexene, 32methyl262(12methylethenyl) 2, (3R2trans) - 32甲基 262(异丙基 ) 2环己烯 C10 H16 0. 04
48 10. 722
B icyclo[ 3. 1. 1 ] hep t222ene222methanol, 6, 62dimethyl - 6, 62二甲基 2双环 [ 3. 1. 1 ] 222庚烯 222
甲醇
C10 H16O 0. 41
49 10. 804 Isoborneol　异冰片酯 C10 H18O 0. 10
50 10. 975 Bicyclo[3. 1. 1 ]hep t232en222one, 4, 6, 62trimethyl - 4, 6, 62三甲基 2双环 [3. 1. 1 ]庚 232乙二胺 222酮 C10 H14O 0. 11
51 11. 098
22Cyclohexen212ol, 22methyl252(12methylethenyl) 2, trans　反式 222甲基 252( 12甲基乙烯基 ) 2 22环
己烯 212醇 C10 H16O 0. 06
52 11. 357 Benzene, 22methoxy242methyl212(12methylethyl) - 22甲氧基 242甲基 212(异丙基 ) 2异丙苯 C11 H16O 0. 03
53 11. 569
22Cyclohexen212one, 22methyl252( 12methylethenyl) 2, ( S) - ( S) 222甲基 252(异丙烯基 ) 222环己
烯 212酮 C10 H16O 0. 05
54 12. 304 Isobornyl acetate　醋酸异冰片酯 C12 H20O2 0. 10
55 12. 445 Tridecane　十三烷 C13 H28 0. 02
56 13. 874 . alpha. 2Cubebene　α2荜澄茄油烯 C15 H24 0. 03
57 14. 621 Caryophyllene　石竹烯 C15 H24 3. 27
58 15. 18 . alpha. 2Caryophyllene　α2石竹烯 C15 H24 0. 51
59 15. 533
Naphthalene, 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 6, 8a2octahydro272methyl242methylene212( 12methylethyl) 2, ( 1. al2
pha. , 4a. alpha. , 8a. alpha. ) - 7 2甲基 242亚甲基 212(异丙基 ) 21, 2, 3, 4, 4a, 5, 6, 8a2八氢萘
(1α, 4a.α. , 8a.α. )
C15 H24 0. 13
60 15. 657 Germacrene D　大牦牛儿烯 D C15 H24 0. 38
61 15. 727 Butanoicacid, 32methyl2, 22phenylethylester 0. 08
62 15. 768
Azulene, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 82octahydro21, 42dimethyl272( 12methylethenyl) 2, [ 1S2( 1. alpha. , 4. al2
pha. , 7. alpha. ) ] 2 0. 04
63 15. 962
Naphthalene, 1, 2, 4a, 5, 6, 8a2hexahydro24, 72dimethyl212(12methylethyl) 2, ( 1. alpha. , 4a. alpha. ,
8a. alpha. ) 2(1α, 4a.α. , 8aα. ) - 4, 72二甲基 212(异丙基 ) - 1, 2, 4a, 5, 6, 8a2六氢萘 C15 H24 0. 08
64 16. 262
Naphthalene, 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 6, 8a2octahydro272methyl242methylene212( 12methylethyl) 2, ( 1. al2
pha. , 4a. beta. , 8a. alpha. ) 　72甲基 242亚甲基 212(异丙基 ) 21, 2, 3, 4, 4a, 5, 6, 8a2八氢萘 ( 1α,
4a.β. , 8aα. )
C15 H24 0. 08
65 16. 415
Naphthalene, 1, 2, 3, 5, 6, 8a2hexahydro24, 72dimethyl212( 12methylethyl) 2, ( 1S2cis) - ( 1S - 顺
式 ) 24, 72二甲基 212(异丙基 ) - 1, 2, 3, 5, 6, 8a2六氢萘 C15 H24 0. 18
　　华山松树皮挥发性物质的组成为主要为萜类化
合物 (58. 97% )、芳香族化合物 ( 18. 84% )、烷烃类
(18. 15% )、醇类 ( 1. 30% )、烯烃类 ( 1. 00% )、酯类
(0. 20% )、酮 ( 0. 24% )和醛 ( 0. 06% )。由图 2可
见 ,萜类化合物占了挥发性物质总量的 50%以上。
134
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 20卷
图 2 华山松树皮挥发性物质类别及相对含量
3 讨论
(1)华山松木蠹象对华山松危害极为严重 ,尤其
喜爱取食健康华山松。研究证明 ,华山松木蠹象对华
山松健康木的高度选择性与华山松健康木的次生代
谢物中挥发性物质成分有密切的关系。但在对华山
松木蠹象寄主的研究中 ,华山松木蠹象对华山松以外
的其它 17个松科树种也进行取食 [ 9 ]。华山松和这些
松科树种是具有相同的挥发性物质在引诱华山松木
蠹象 ,还是具有相同的其它引诱因素 ,有待进一步
研究。
(2)华山松木蠹象对华山松不同浓度挥发性物
质选择率的不同表明 ,华山松木蠹象对来自不同浓
度的挥发性气味具有不同的敏感性和选择性。华山
松木蠹象对一定浓度的华山松挥发油有极强的趋
性 ,但对浓度过高的挥发油则产生忌避性。证明寄
主挥发性物质的浓度对昆虫嗅觉有很大影响 ,这对
利用寄主植物挥发性物质生产运用昆虫趋避剂有很
大的启示。
( 3 )华山松挥发性物质中 ,萜类化合物占了
总量的 50 %以上 ,很可能诱虫活性物质主要为萜
类化合物。但昆虫的触角对某些含量甚微的物
质也很敏感 ,而且多种成分的综合作用也可能对
华山松木蠹象的行为产生影响。因此有必要进
一步对华山松树皮提取的所有挥发性物质成分
进行单一和综合的生测试验 ,以证明这些物质有
无引诱或忌避作用。
参考文献 :
[ 1 ] 云南森林编写委员会. 云南森林 [M ]. 昆明 :云南科技出版社 ,
1986: 115～118
[ 2 ] 邓晓军 ,陈晓亚 ,杜家纬. 植物挥发物质及其代谢工程 [ J ]. 植物
生理和分子生物学学报 , 2004, 30 (1) : 11～18
[ 3 ] 陈辉. 化学信息素对小蠹虫入侵危害的调控 [ J ]. 林业科学 ,
2003, 39 (6) : 154～158
[ 4 ] 沃斯特 W E,斯塔克 R W ,伍德 D L. 松树与小蠹虫生态系统 -害
虫综合治理 [M ] . 粱其伟 (译 ) . 北京 :中国林业出版社 , 1991
[ 5 ] 李宗波 ,陈辉 ,陈霞. 华山松树脂挥发油化学成分分析 [ J ]. 西北
林学院学报 , 2006, 21 (2) : 138～141
[ 6 ] 闫争亮 ,孙江华 ,张忠宁. 外来入侵林业害虫大小蠹的侵袭以及
相关化学物质 [ J ]. 昆虫知识 , 2003, 40 (5) : 399～404
[ 7 ] Langor D W , Situ Y X, Zhang R. Two new species of Pissodes (Co2
leop tera: Curculionidae) from China [ J ]. The Canadian Entomolo2
gist, 1999, 131: 593～603
[ 8 ]雷桂林 ,段兆尧 ,冯志伟 ,等. 华山松木蠹象的危害性分析 [ J ]. 东
北林业大学学报 , 2003, 31 (3) : 62～63
[ 9 ] 段兆尧 ,雷桂林 ,王莉萍 ,等. 华山松木蠹象危害特性的初步研究
[ J ]. 云南林业科技 , 1998, 84 (3) : 81～85
234