全 文 ：第 50 卷 第 12 期
2 0 1 4 年 12 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 50，No. 12
Dec．，2 0 1 4
doi:10．11707 / j．1001-7488．20141222
收稿日期: 2013 － 11 － 19; 修回日期: 2014 － 06 － 18。
基金项目: 国家自然科学基金重点项目(31230015)。
* 杨忠岐为通讯作者。
栗山天牛成虫补充营养方式及所取食的
寄主树液中的主要化学成分*
郑雅楠1，2 唐艳龙1 杨忠岐1 唐 桦1
(1．中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 国家林业局森林保护学重点实验室 北京 100091; 2．沈阳农业大学林学院 沈阳 256603)
关键词: 栗山天牛; 蒙古栎; 寄主; 树液; 化学成分
中图分类号: S763. 30 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2014)12 － 0156 － 05
Characteristics of Supplementary Nutrition Feeding of Massicus raddei
(Coleoptera: Cerambycidae) Adults and the Main Components of the
Fed-Sap of Host Tree Quercus mongolica
Zheng Yanan1，2 Tang Yanlong1 Yang Zhongqi1 Tang Hua1
(1 ． Key Laboratory of Forest Protection of State Forestry Administration Ｒesearch Institute of Forest Ecology，
Environment and Protection，CAF Beijing 100091; 2 ． College of Forestry，Shenyang Agricultural University Shenyang 256603)
Abstract: A field survey showed that adults of Massicus raddei fed on sap of Quercus mongolica trunk through bitten
wounds． The soluble sugar and acid contents of Q． mongolica exudates were determined with the HPLC (high performance
liquid chromatography) method，and the volatile substances of the sap were determined by GC-MS ( gas-chromatograph-
mass spectrometer) ． The results indicated that soluble sugar in the sap included sucrose，glucose and fructose，among
which the glucose had the highest content of 55． 2 mg·g － 1 ． Acetic acid was the major acidic substance in the exudate
without malic acid and citric acid，and its content was 9. 8 mg·g － 1 ． Eleven volatile compounds，including acid，ester，
benzene，alcohol，aldehyde，ether and alkane，were detected from Q． mongolica exudates． The 2-amino-6-methylbenzoic
acid ( 34． 31% )，acetic acid ( 12． 11% )， formic acid ( 6． 81% )，diethyl phthalate ( 5. 34% )，2，3-butanediol
(3. 22% )，and 1，2-dichloro-benzene (2． 05% ) were the main components of the exudate volatiles．
Key words: Massicus raddei; Quercus mongolica; host; sap; compounds
栗 山 天 牛 ( Massicus raddei ) 属 鞘 翅 目
( Coleoptera ) 天 牛 科 ( Cerambycidae ) 山 天 牛 属
(Massicus)(陈世骧，1959)，是近年来在我国东北林
区造成严重危害的蛀干害虫，主要危害辽东栎
(Quercus liaotungensis)和蒙古栎(Q． mongolica)等天
然林树种。自 20 世纪 90 年代开始在东北栎树天然
林中暴发以来，对我国东北林区的生态环境建设造
成了巨大损害。受害树干内天牛坑道密布，轻者生
长衰弱，重者风折、死亡 (孙永平，2001; 侯义等，
2000)。
目前，栗山天牛的生物学、生态学特点及其幼虫
防治技术已有较多研究 (唐艳龙，2011; 姜静，
2011)，针对栗山天牛成虫的防治技术也取得突破
性进展(姜静等，2010)。为了进一步明确栗山天牛
成虫补充营养的特点，本文研究了栗山天牛成虫补
充营养的寄主选择行为。通过室内和林间长期调查
和观察发现，栗山天牛成虫补充营养的方式与其他
天牛种类不同，不像其他大多数天牛种那样啃食寄
主树木的树皮，而是吸食栎树伤口处渗出的树液，一
般是雄成虫先羽化，随后寻找到合适、健康的栎树作
为补充营养的寄主;补充营养一般在晚上进行。先
由雄成虫在寄主树木主干树皮(一般在 3 m 以下)
上啮咬，形成伤口，吮吸从伤口处渗出的树液，而后
招引雌成虫也前来吸食，并在吸食的过程中进行交
配(图 1)。为了研制植物源引诱剂，本文对栗山天
牛成虫所取食的树液成分进行分析测定。
第 12 期 郑雅楠等: 栗山天牛成虫补充营养方式及所取食的寄主树液中的主要化学成分
1 材料与方法
1. 1 栗山天牛成虫补充营养方式的调查观察
1)室内观察 2011 年栗山天牛成虫期，在辽宁
省宽甸县大西岔镇栗山天牛危害较重的林地，采
集林内主要树种的枝条带回室内，去除不完整的
叶片后置于 3 m × 3 m × 3 m 的笼子内，放入从林
间捕回的成虫 50 对，观察栗山天牛成虫对枝、皮
和叶的取食情况，采集的树种主要有栗山天牛的
寄主辽东栎、蒙古栎和槲栎 ( Q． aliena)，其他植
物包括色木槭 ( Acer mono)、杜鹃 ( Ｒhododendron
simsii)等。
2) 林间观察 在栗山天牛成虫羽化、活动高
峰期，于白天和晚上到林间观察栗山天牛成虫的
活动和补充营养的行为，特别注意观察栎树和林
间主要树种的树干、叶子及枝条上有无栗山天牛
咬食的痕迹。
1. 2 栗山天牛成虫补充营养的树液的采集 2013
年 6 月，在内蒙古宁城县坤头河林场受栗山天牛危
害的林区，采集蒙古栎树干上栗山天牛成虫啮咬的
伤口处渗出的树液。采集时用注射器吸取树液，然
后装入 1. 5 mL 的样品瓶(日本岛津公司)内保存，
置于低温保温箱内带回室内备用。
1. 3 样品的制备 准确称取树液 30 mg 放入研钵
中，加入 50 mL 超纯水研磨成匀浆，12 000 r·min － 1
离心 3 min，提取上清液，经 0. 45 μm Sep-Pak 微孔
滤膜过滤消除非极性和较大颗粒，将过滤完的上清
液置于 1. 5 mL 进样瓶中，为进行 HPLC 做准备。测
定所用 HPLC 为 LC-20A，进样体积为 10 μL。
1. 4 糖组分的 HPLC 测定条件 糖组分测定采用
shim-pack SCＲ-101C色谱柱(7. 9 mm I． D． × 300 mm ×
10 μm)，柱温 80 ℃，流动相为超纯水，流速 0. 6 mL·
min － 1，检测器为示差折光检测器，检测池温度 55
℃，外标法进行定量，标样购自 Sigma 公司，所用标
样均为色谱级标准品。
1. 5 有机酸组分的 HPLC 测定条件 有机酸测定采
用 Inertsil ODS-SP 色谱柱(4. 6 mm I． D． × 250 mm × 5
μm)。柱温 40 ℃，流动相为 0. 02 mol·L － 1 KH2PO4 溶
液(pH2. 4)，流速 1. 0 mL·min － 1。检测器为紫外检测
器，检测波长 210 nm，采用外标法进行定量，标样购自
Sigma 公司，所用标样均为色谱级标准品。
1. 6 挥发性化学成分测定条件 1) 色谱条件 分析
仪器为日本岛津 GCMS-QP 2010 Plus;进样口温度:
230 ℃ ; 柱温: 60 ℃ (1 min)，以 6 ℃·min － 1的速度升
温至 250 ℃，保持 3 min; 进样方式: 不分流; 进样
量: 1 μL; 载气: 氦气; 色谱柱: Ｒtx-5 ms (30 m ×
0. 25 mm × 0. 25 μm); 恒线速度: 44. 9 cm·s － 1，进样
量 1. 0 μL。
2) 质谱条件 离子源: 200 ℃ ; 接口: 250 ℃ ;
SCAN 扫描方式: 50 ～ 550 m·z － 1。
1. 7 标准曲线的制作 称取蔗糖、果糖、葡萄糖、苹
果酸、柠檬酸和乙酸各 10 mg，加入 100 mL 超纯水配
制成 100 g·L － 1的糖和酸标准母液，分别用超纯水稀
释糖及有机酸的母液，制得浓度为 0. 1，0. 2，1，5，
20 g·L － 1的糖和酸的工作液。
2 结果与分析
2. 1 栗山天牛成虫补充营养的方式和特点 室内
外观察和调查结果表明，栗山天牛成虫补充营养的
方式与其他天牛不同。一般天牛成虫主要啃食寄主
植物嫩枝的韧皮部，而栗山天牛成虫既不取食寄主
树种的树皮和树叶，也不取食其他植物的树皮和树
叶，而是吮吸从寄主树木(辽东栎和蒙古栎)伤口处
渗出的树液补充营养(图 1，表 1)。栗山天牛成虫
先是在树皮上啮咬出伤口，然后吮吸从伤口处渗出
的树液来补充营养，雌雄成虫均会啮咬，其他昆虫啮
咬或者人为机械损伤造成的伤口也会成为其补充营
养的地点。另外，在某些生活史不整齐的林区 (如
内蒙古宁城县)，幼虫取食寄主树皮也会造成寄主
流汁，而成虫也会吸食幼虫钻蛀取食寄主树皮形成
的渗出树液。
表 1 栗山天牛成虫补充营养的方式
Tab. 1 The approach of nutrition complement of Massicus raddei adults
方式
Approach
辽东栎
Q． liaotungensis
蒙古栎
Q． mongolica
槲栎
Q． aliena
色木槭
A． mono
杜鹃
Ｒ． simsii
树皮 Bark 否 No 否 No 否 No 否 No 否 No
树叶 Leaves 否 No 否 No 否 No 否 No 否 No
树液 Sap 是 Yes 是 Yes 否 No 否 No 否 No
①“是”表示栗山天牛成虫取食，“否”表示栗山天牛成虫不取食。“Yes”means feeding，“No”means no feeding．
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林 业 科 学 50 卷
图 1 栗山天牛成虫吮吸栎树树液补充营养
Fig． 1 Massicus raddei adults sucking sap exuded by the bark wound made by them
A. 在辽东栎树干基部吮吸树液(树液渗出后也招引来天蛾、胡蜂等其他昆虫吸食) ; B 在蒙古栎树干上吸食树
液。A. Sucking sap at the base of Q． liaotungensis trunk ( sap attracting Sphingidae and Vespidae) ; B． Sucking sap at
the trunk of Q． mongolica．
2. 2 糖和酸测定的线性相关性及树液中糖和酸组
分与含量 在 0. 1 ～ 20 g·L － 1内对糖和酸组分进行
HPLC 分析(表 2)，对测定值进行相关关系分析和
线性回归分析，结果表明，糖、酸测定相关系数都在
0. 999 8 ～ 0. 999 9 之间，说明各组分保持较好的线
性关系。
从糖的混合标准样和样品的色谱出峰情况来
看，高效液相色谱法可以很好地分离各种糖组分。
标样中各组分的出峰顺序依次为蔗糖、葡萄糖和果
糖，所有样品在 12. 5 min 内出峰完毕(图 2)。如图
3 所示，测定出树液样品中的 3 种糖组分，对照标样
的色谱图(图 2)，可以确定 3 个峰依次是蔗糖、葡萄
糖和果糖。3 种糖组分的含量如表 2 所示，其中葡
萄糖含量最高，其次是蔗糖，果糖含量最少。
图 4 为酸混合标准样品的色谱出峰情况，出峰
顺序依次为苹果酸、乙酸和柠檬酸，所有样品在
7 min内出峰完毕。对照标准样品的色谱图，树液样
品中只测定出 1 个峰(图 5)，为乙酸。
图 2 糖混合标准样品的高效液相色谱
Fig． 2 HPLC chromatogram of standard sugars
图 3 蒙古栎树液样品糖的高效液相色谱
Fig． 3 HPLC chromatogram of sugars components in
Q． mongolia sap
表 2 糖和酸测定的线性相关性和含量①
Tab. 2 Linearity and concentrations of sugar and acid in Quercus mongolia sap
组分
Component
保留时间
Ｒetention time /min
线性关系
Linear equation
相关系数
Correlation coefficient
含量
Content /(mg·g － 1 )
蔗糖 Sucrose
葡萄糖 Glucose
果糖 Fructose
苹果酸 Malic acid
乙酸 Acetic acid
柠檬酸 Citric acid
8. 619
10. 918
12. 046
4. 200
5. 605
6. 500
y = 227x + 12
y = 307x + 5
y = 341x + 8
y = 1 151x + 68
y = 756x + 38
y = 1 640x + 77
0. 999 8
0. 999 9
0. 999 9
0. 999 9
0. 999 9
0. 999 8
6. 55
55. 20
2. 38
—
9. 80
—
①y:峰面积 Peak area; x:浓度 Concentration．
2. 3 树液中挥发性化学物质成分 从蒙古栎树液
挥发物中共鉴别出 11 种成分(图 6，表 3)，占总峰面
积的 60. 79%。其中 2 －氨基 － 6 －甲基苯甲酸含量
最高，为 34. 31%，其 次 是 乙 酸 ( 12. 11% )、甲 酸
(6. 81% )、邻苯二甲酸二乙酯(5. 34% )、2，3 －丁二醇
(3. 22% )和邻二氯苯(2. 05% )，其余 5 种成分含量较
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第 12 期 郑雅楠等: 栗山天牛成虫补充营养方式及所取食的寄主树液中的主要化学成分
图 4 酸混合标准样品的高效液相色谱
Fig． 4 HPLC chromatogram of standard acid
低，均低于 1%。含量由高到低依次是 2 －异丙基 －5 －
甲 基 茴 香 醚 ( 0. 90% )、二 乙 二 醇 ( 0. 85% )、
图 5 蒙古栎树液样品酸的高效液相色谱
Fig． 5 HPLC chromatogram of acid components in
Q． mongolia sap
十九烷(0. 65% )、二十烷(0. 58% )和苯乙醛二甲缩
醛(0. 54% )。
图 6 蒙古栎挥发物总离子流色谱
Fig． 6 The total ion chromatogram (TIC) of volatiles collected from Q． mongolia sap
表 3 树液样品中挥发性物质成分
Tab. 3 Component of volatile substances in Q． mongolia exudates
序号
No．
保留时间
Ｒetention time /min
化合物
Compounds
分子式
Molecular formula
相对含量
Ｒelative content(% )
1 3. 100 甲酸 Formic acid CH2 O2 6. 81
2 3. 204 乙酸 Acetic acid C2 H4 O2 12. 11
3 4. 114 2，3-丁二醇 2，3-butanediol C4 H10 O2 3. 22
4 5. 238 2-氨基-6-甲基苯甲酸 2-amino-6-methylbenzoic acid C8 H9 NO2 34. 31
5 6. 470 二乙二醇 Diethylene glycol C4 H10 O3 0. 85
6 6. 741 苯乙醛二甲缩醛 Benzene，(2，2-dimethoxyethyl)- C10 H14 O2 0. 54
7 7. 205 邻二氯苯 1，2-dichlorobenzene C6 H4 Cl2 2. 05
8 11. 181 2-异丙基-5-甲基茴香醚 2-methoxy-4-methyl-1-(1-methylethyl)-benzene C11 H16 O 0. 90
9 18. 409 二十烷 Eicosane C20 H42 0. 58
10 20. 367 邻苯二甲酸二乙酯 Diethyl phthalate C12 H14 O4 5. 34
11 20. 620 十九烷 Nonadecane C19 H40 0. 65
3 讨论与结论
成虫是天牛类蛀干害虫唯一暴露在外生活的阶
段，也是其生活史中的薄弱环节，利用天牛类害虫的
这个薄弱环节开展防治已有较多成功的经验(杨忠
岐，2004)。但是对不同的害虫而言，应采取不同的
防治策略，因为每一种害虫均有其特殊的生物学及
行为学特点，明确害虫的危害特点对防治具有重要
意义(张执中，1997)。目前已发现栗山天牛成虫与
其他天牛不同的特点: 一是其具有较强的趋光性，
利用这一特点开展的灯光引诱防治成效显著 (姜
静，2011); 二是其主要靠吸食从寄主树干伤口处
渗出的汁液来补充营养。研究表明，栗山天牛成虫
补充营养时在寄主树干上所啮咬的伤口距离地面较
近(树干3 m以下)，事实上，在人工捕捉栗山天牛成
虫时，有相当一部分是从栎树主干上栗山天牛成虫
咬出的伤口树液渗出点所抓捕的(高纯等，2008)。
这个特点可为研制食物源引诱剂防治成虫提供依
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林 业 科 学 50 卷
据，利用食物源引诱剂可作为栗山天牛成虫期防治
的方法之一，而弄清栗山天牛成虫补充营养的树液
成分甚为关键，是研制食物源引诱剂的基础和依据。
树木含有的醇类、醛类、萜烯类等化学物质在
化学通讯中能够调控天牛的寄主定向、取食、交配
和产卵等一系列行为(王广利等，2007 )，用食物
源引诱剂防治害虫已在生产上得到应用(王菊英
等，2011; 赵锦年等，2000)。对蒙古栎化学生态
学的研究表明，蒙古栎叶片挥发油中含有烷烃、
醇、酯、酮、酸、酚和烯等成分 (王耀辉等，2006 )，
树干部挥发物成分主要有醇、烷、萜烯、酸和酯类
(张丽萍等，2013 )，但对蒙古栎树液的研究还未
见报道，特别是昆虫造成伤口渗出的树液。本研
究测定了蒙古栎干部栗山天牛成虫啮咬的伤口中
渗出树液中的化学物质成分，树液中的挥发性物
质主要有由酸、酯、苯、醇、醛、醚和烷，共有 11 种，
其中烷的种类 (十九烷和二十烷 ) 与王耀辉等
(2006)对蒙古栎叶片挥发油的研究结果相符，苯、
醛和醚类是在蒙古栎中新发现的挥发性成分，另
外，酸、酯和醇的种类也与他人所研究的不同。
栗山天牛成虫补充营养的主要目的是摄取营
养物质，以完成卵巢发育和供给卵形成所需要的
营养，其所摄取的寄主树木树液中的诸多化学成
分特别是挥发性物质在雌雄成虫的化学行为联系
上具有的作用还待于进一步研究。本研究结果可
为研制栗山天牛成虫食物源引诱剂提供重要的
依据。
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(责任编辑 朱乾坤)
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