全 文 ：新疆农业科学 , 一
护
一
蔷薇科中 种多毛小蠢寄主植物的
挥发物成分研究
任 龙 ,许志春 ,田呈明
北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室 ,班京
摘 要 【目的】系统研究多毛小蠢 种蔷薇科寄主 巴旦杏树 、李树 、苹果树 、桃树以及杏树等 种果树的挥
发性物质 ,为多毛小蠢植物源引诱剂的开发提供依据。 【方法 】采用动态顶空和气相色谱 一质谱联用技术 ,对
种寄主植物的挥发性物质进行采集 ,检测和分析。 【结果 】种植物分别鉴定出 种挥发性物质 ,主要有醛
类 、烯类 、醇类 、酮类 、醋类等 ,各树种的挥发物中醛类物质最为丰富 。 种植物共有的化合物有 种 ,分别为
异戊醛 、己醛 、庚醛 、苯甲醛 、辛醛 、壬醛 、甲基庚烯酮 、 一旅烯和反一 一癸烯醇 。 结论 】种蔷薇科果树的挥
发性物质多为一般性气味组分 ,各树种的挥发物种类和含量各不相同 。与其它植物的挥发性物质相比 ,蔷薇
科果树以高含量的醛类物质挥发为特点 ,构成其特异的化学指纹图谱。
关键词 蔷薇科植物 挥发物 动态顶空一气质联用 多毛小蠢
中图分类号 文献标识码 文章编号 一 一 一
助 , 一 , 一
跳 加 、 , 必 , 乒 叮
沁 , 刃 ,
尔。
砚塔 , , 材 “ , 理 , 记
【
一 一
【 】 ,
, , ,
理塔 。 尹 , 几 , , ,
, ,
一 , ,
, 一 , , 一 , , ,
。 , 。 。
,
收稿日期 一 一
基金项目 新疆维吾尔自治区科技支疆项目 一
作者简介 任龙 一 ,男 ,吉林人 ,硕士研究生 ,研究方向为森林昆虫学 , 一
通讯作者 许志春 一 ,男 ,浙江余姚人 ,副教授 ,硕士生导师 ,研究方向为森林害虫综合治理 , 一
1 期 任龙等 蔷筱科中 种多毛小蠢寄主植物的挥发物成分研究
一 一 尔出
引 言
研究意义 多毛小蠢 户琳 二 ,属鞘翅目小蠢科 。该虫在中国新
疆大部分地区均有分布 ,是巴旦杏树 、李树 、苹果树 、桃树 、杏树等多种果树的重要的蛀干害虫 〔〕。该虫
成虫在寄主枝干上钻蛀产卵 ,孵化的幼虫在枝干的韧皮部和木质部之间取食为害 ,危害严重时可以导致
树木死亡 。据统计 , 年轮台县小蠢发生面积高达 。服 扩 ,已造成 了多株杏树枯死 ,对多毛
小蠢虫的防治迫在眉睫 。传统的化学防治对于钻蛀性的害虫的效果不理想且存在污染环境的缺点 。
当今的研究越来越多的转移到开发以行为化学物质 例如性外激素和植物源引诱剂 为诱饵的诱捕装
置来监测和控制虫害的方向上 。动态顶空法能够较为精确的收集活体树木的挥发性物质 ,结合气相色
谱与质谱联用技术可以鉴定出树木的挥发性物质的各种组分 ,从而为行为化学物质 植物源引诱剂 的
开发提供相关信息 〔 。【前人研究进展】截止目前 ,明确了多毛小蠢虫的发生规律以及成虫人侵树势衰
弱的寄主植物的生物学特性 。对红脂大小蠢 。 。 、 、皱小蠢 尔。几君“ 哪
等其它小蠢植物源引诱剂的相关研究提供了理论依据。 【本研究切人点 对于多毛小蠢 种寄主植物
的挥发性物质的研究尚未见报道 。该试验旨在通过对多毛小蠢 种寄主植物的挥发物进行分析比较 ,
明确各树种挥发性组分 ,为筛选可能的化学信息物质提供依据。 【拟解决的关键问题 】试验通过对该小
蠢主要寄主植物的挥发性化合物进行研究比较 ,以期为开发有效的用于监测的植物引诱剂提供相关信
息 。
材料与方法
材 料
年 月于新疆农业科学院轮台果树资源圃内选取树势衰弱的巴旦杏树 、李树 、苹果树 、桃树 、
杏树为试材进行挥发性物质的采集 。
气质联用仪 一 ,美国 公司 吸附管 一 ,美国
公司 一 型吸附管活化仪 郑州谱析科技有限公司 大气采样仪 一
型 ,北京市劳动保护科学研究所 一 快速恒温干燥箱 ,上海跃进医疗器械有限公司 干燥塔
活性炭 。
方 法
植物挥发性物质的采集
首先将吸附管置于活化仪中 ,在 ℃条件下活化 ,将干燥塔 、塑料袋 、聚四氟乙烯管置于恒温
干燥箱中 ,除去杂质气味 ,保存待用 。在 月初至 月中旬多毛小蠢扬飞期间 ,选择晴朗无风天气 ,于下
午 一 多毛小蠢羽化高峰期 ,利用动态顶空法采集 种果树衰弱植株枝干的挥发性物质 。用
塑料袋 卿 。 ⑧ 。 , , , 记 , , 将枝干包裹 一利用大气采样仪
将袋内空气抽出一向袋内填充经过干燥塔净化后的空气一保持气路通畅循环通气 一接人吸附管
一密闭循环采集 ,大气采样仪抽气流量为 口 。以空袋采集 作为对照 。挥发性物质的刚定
热脱附 工作条件
重新捕集速率 ,载气流速 口 ,进口分流速率 ,脱附速率 ,
注人量 ,四通阀温度 ℃,传输线温度 ℃ ,吸附管加热温度 ℃ ,冷阱捕集管加热温度
℃ ,制冷温度 一 ℃ ,升温速率 ℃ ,升至 ℃保持 而 ,吸附管干吹时间为 。
工作条件
新疆农业科学 卷
毛细管柱 一 ,载气流速 ,采用两级程序升温方法 ,初始温度 ℃ ,保持 ,第
一级升温速率为 ℃ ,升至 ℃ 第二级升温速率 ℃ ,升至 ℃保持 ,共用时
工作条件
溶剂延迟 ,离子源为 源 ,电子能 接口温度为 ℃ 离子源温度为 ℃ ,扫描质量
范围为 一 耐 ,扫描时间为 。根据所得的粒子流图谱 ,应用 软件分析 ,
结合色谱保留时间以及粒子流图谱 ,从 犯 谱图库中进行检索对挥发性化合物成分进行鉴定 ,通
过面积归一法对各类挥发性化合物的绝对含量和相对含量进行定量 。
结果与分析
经动态顶空 一气质联用技术对 种果树的挥发性物质进行检测和分析 ,列出物质的种类和含量 。
表
表 一 分析鉴定 种蔷薇科植物挥发性物质的成分及其相对含
五 心 一
相对含量 。
化合物种类 化合物名称 巴旦杏树 李树
尸 闭
` 滋
苹果树
对司公
“ 如
桃树 杏树
尸加 心
生醛类
冲一王反
住
醇类
异戊醛
己醛
庚醛
苯甲醛
辛醛
反一 一辛烯醛
壬醛
反 一 一壬烯醛
癸醛
一十一碳烯醛
反一 一十二碳烯醛
十一碳醛
十二碳醛
顺 一 一己烯 一 一醇
一乙基己醇
辛醇
反一 一己烯醇
庚醇
壬醇
反一 一癸烯醇
。一旅烯
一辛烯
, 一二甲基 一 一反 一 一辛二烯
一十一碳烯
柠檬烯
长叶烯
乙酸乙醋
丁酸丁酷
乙酸叶醇醋
二甲基丁酸叶醇醋
甲基庚烯酮
苯乙酮
一庚烯 一 一酮
尹乃忿
峥二
一
一
,`
烯类
一…仇
醋类
酮类
1 期 任龙等 蔷筱科中 种多毛小蠢寄主植物的挥发物成分研究
对 个树种的挥发性化合物进行分析 ,共鉴定出 种化合物 ,主要为醛类 、醇类 、烯类 。分析数据
显示 ,各种植物具有不同的化学指纹图谱 巴旦杏树释放的挥发物共 种 ,包括醛类 、醇类 、烯类 、酮类 ,
其中以醛类物质 为主 ,醛类包括异戊醛 、己醛 、庚醛 、苯甲醛 、辛醛 、反一 一辛烯醛 、癸醛 、十
一碳醛 ,其中己醛 、辛醛 、壬醛 、葵醛的含量较高 ,均超过了 。
李树释放的挥发物共 种 ,包括醛类 、醇类 、烯类 、酮类 、脂类 ,以醛类 和烯类
为主 。醛类包括异戊醛 、己醛 、庚醛 、苯甲醛 、辛醛 、壬醛 、十一碳醛 ,其中己醛的含量较高 ,为 。
烯类物质包括 一旅烯 , 一辛烯 ,其中 一旅烯的含量为 。李树中特有的物质有两种 ,反 一
己烯醇和二甲基丁酸叶醇醋 。
苹果树释放的挥发物共 种 ,包括醛类 、醇类 、酮类 、脂类 ,以醛类 和醇类 为
主 。醛类包括异戊醛 、己醛 、庚醛 、苯甲醛 、辛醛 、壬醛 、反一 一辛烯醛 、反一 一壬烯醛 、十一碳醛 ,其中
己醛 、壬醛含量较高 ,均超过 。醇类物质有顺一 一己烯一 一醇 、 一乙基己醇 、辛醇 、反 一 一癸烯
醇 ,其中顺 一 一己烯一 一醇的含量较高 ,为 。苹果树特有的物质为 , 一二甲基 一 一反一
一辛二烯 。桃树释放的挥发物共有 种 ,包括醛类 、醇类 、烯类 、酮类 、脂类 ,以醛类 为主。醛类包
括异戊醛 、己醛 、庚醛 、苯甲醛 、辛醛 、壬醛 、反一 一辛烯醛 、反一 一壬烯醛 、十一碳醛 、癸醛 、 一十一碳
烯醛 ,其中己醛 、辛醛 、壬醛 、癸醛含量较高 ,均超过 。桃树特有的挥发性物质为 一十一碳烯 、乙酸
乙醋 。
杏树释放的挥发物共有 种 ,包括醛类 、醇类 、烯类 、酮类 、脂类 ,以醛类 , 为主。醛类包
括异戊醛 、己醛 、庚醛 、苯甲醛 、辛醛 、壬醛 、反 一 一辛烯醛 、癸醛 、 一十一碳烯醛 、反 一 一十二碳烯醛 、
十二碳醛 。杏树特有的挥发性物质有 种 ,为反一 一十二碳烯醛 、十二碳醛 、丁酸丁醋和乙酸叶醇醋 、
柠檬烯和长叶烯 。
个树种共有的化合物有 种 ,分别是异戊醛 、己醛 、庚醛 、苯甲醛 、辛醛 、壬醛 、甲基庚烯酮 、 一旅
烯和反 一 一癸烯醇 。 个树种中物质种类最多的为醛类化合物 ,与其它的树种相比 ,李树的烯类物质
较高 ,苹果树的醇类物质较高 。表
表 各类物质在不同树种中的数 和含
】 七 廿】 】 丘 沈 户比
巴旦杏树
由 昨甘 妇
李树 苹果树 桃树 杏树
化合物种类 只甩月公 滋 乃甩几山
含量
印
数量 含量 数量
对以山
含量
“爪如
数量 含量 数量 含量 数量
醛类
醇类
烯类 川
醋类
酮类 。
讨 论
植物挥发物 ,是指一类源于植物释放的挥发性次生物质 ,主要包括烃类 、醛 、醇 、醛 、酮 、醋 、有机酸和
菇烯类化合物 。每种植物都含有各自的挥发物 ,并以一定的比例组成该种植物的化学指纹图谱 。按
照挥发物的性质可将其分为两类 特异性气味分子 ,它们都是植物次生代谢裂解的产物 ,例如十字
花科植物的异硫氰酸烯丙醋是由芥子油在黑芥子昔酶的水解作用下形成的 一般性气味组分 ,在植
物中广泛分布 ,通常指一些直链醇 、醛和醋类和菇类化合物 ,其特异性是通过各组分的特定比例来达到
新疆农业科学 卷
的〔〕。该试验测定的 种蔷薇科植物的挥发物中共有 种物质 ,将其与已知的桑树 、构树 、拓树 、无花
果以及臭椿等多种阔叶树的挥发物物质种类进行比较发现 ,这 种物质在其它阔叶树的挥发性物质中
均有发现 ,其中含量最高的醛类物质中 ,壬醛 、庚醛 、辛醛等短链醛类也普遍存在于阔叶树的挥发性物质
中 。但是桑树的挥发物中醋类含量最高 ,构树 、拓树 、无花果的挥发物以烯类和醇类为主 ,这
些树种中短链醛类的含量很小 ,与蔷薇科植物的挥发物形成明显差别 。可见 , 种蔷薇科果树的挥发
物多为一般性的气味组分 ,且以高含量的醛类物质挥发为特点 ,这些挥发物按照特定的比例形成各树种
的化学指纹图谱 。
植食性昆虫利用植物挥发性物质进行寄主的远程定位 ,是昆虫在长期的进化中对环境适应的结果 ,
目前已有大量的研究表明寄主植物挥发物是小蠢虫进行寄主定位的重要嗅觉刺激物 ,这些挥发物可以
对小蠢属 、大小蠢属和切梢小蠢属等多种小蠢产生诱集作用 〔 、, 。张鲁豫等 〔指出 ,多毛小蠢虫趋向于
人侵树势衰弱的蔷薇科果树 ,其定位寄主的过程可能是依据衰弱树的挥发性物质 。 “〕提
出的理论认为 ,一些泛食性害虫在进化过程中 ,会依据先前寄主的植物挥发物 ,选择与其挥发物相近的
其它寄主树种进行取食 ,从而扩大该虫的寄主范围 ,而所依据的特定的寄主挥发物通常存在于这些寄主
之间共有的部分中 。多毛小蠢虫的寄主包括多种蔷薇科的果树 ,可以推测 ,在该虫扩大其寄主范围的过
程中也可能是依据这些蔷薇科果树的挥发物中的共有部分进行新寄主的选择 。此外 , 的研究表
明 ,选择相同寄主的一些小蠢之间 ,会依据相同的寄主挥发物成分进行寄主的选择定位 〔”、” 。皱小蠢
作为一种钻蛀性害虫也广泛分布于新疆多个地区 ,该虫危害苹果 、梨 、桃 、杏 、李 、樱桃等多种蔷薇科果
树 〔` 〕,与多毛小蠢虫的寄主范围极为相似 ,吐鲁番 、轮台地区都存在着两种小蠢协同危害的现象 ,两种
小蠢都危害树势衰弱的杏树枝干 。隋学良等 〔”〕利用杏树挥发物成分对皱小蠢的触角电位试验表明 ,皱
小蠢对 。一派烯以及庚醛有着较高的反应值 ,可能在皱小蠢识别寄主时充当重要角色 。试验在多毛小
蠢虫的 种寄主植物挥发物中也鉴定出了 一派烯和庚醛 。从而可以推测 , 种寄主挥发物共有的 种
化合物单体或是按照一定比例复配的混合物中 ,很有可能存在多毛小蠢虫识别寄主的信号物质 , 一派
烯和庚醛在多毛小蠢虫的寄主识别中发挥的作用可能更大 ,但信号物质的种类及其作用方式的确定还
需要进一步试验证明 。
结 论
种蔷薇科果树的挥发性物质在种类和含量上均不相同 , 种植物的枝干挥发物中皆以醛类物质为
主 ,其中李树中还含有较高的烯类物质 ,苹果树中还含有较高的醇类物质 。与其它阔叶树相比 , 种蔷
薇科植物的挥发性物质多为一般性气味组分 ,且以高含量的醛类物质挥发为特点 ,这些气味组分按照一
定比例构成各树种的化学指纹图谱 。 个树种共检测出 种化合物 ,其中共有的化合物有 种 ,分别
为异戊醛 、己醛 、庚醛 、苯甲醛 、辛醛 、壬醛 、甲基庚烯酮 、 一旅烯和反 一 一癸烯醇 ,这些物质的单体或
按照一定比例复配的混合物 ,是多毛小蠢虫化学生态学研究的重要材料 ,这为多毛小蠢虫的植物源引诱
剂的开发提供了一定基础 。
参考文献
〔 李宏 新疆杏复合系统节肢动物群落特征及主要害虫防治对策研究「 〕北京 中国林业科学研究院 ,
【〕张鲁豫 ,赵莉 ,李军如 ,等 轮台县杏树多毛小蠢生物学特性研究 〔 〕新疆农业科学 , , 一
【〕程彬 ,付晓霞 ,谢朋 ,等 植物挥发物的收集方法【 吉林林业科技 , , 一
仁」戴建青 ,韩诗畴 ,杜家纬 植物挥发性信息化学物质在昆虫寄主选择行为中的作用【 环境昆虫学报 , , 如 一
〔 郭样令 ,何余容 ,潘飞 ,等 植物挥发物在寄生蜂寄主定位中的作用【 中国生物防治学报 , , 一
【」张琳 ,许志春 , 司 桑科中 种桑天牛寄主植物的挥发物成分研究 〔 〕 生态学报 , , 一
口 慨 玉 〔 习 罗 叩 , , ,
巧 一
〔 李连枝 利用植物性引诱剂引诱防治红脂大小蠢研究【 山西科技 , , 一 ·
期 任龙等 蔷筱科中 种多毛小盆寄主植物的挥发物成分研究
【」李丽莎 几种化合物对松纵坑切稍小盆的引诱试验【 昆虫知识 , , 一
【 」 肠叮 , 。加 进 , 扣 , , 唱 日切角呀如 。 。比伪以。
, 以抖 , 加 一
川 腼 , 此 飞 拌 」 , , 月肠一 ·
二 而 】卿 ` 悦日 碑` , , 一
【 」赵魁杰 ,申凤举 ,胡吉买买提 皱小盆的初步研究【 昆虫知识 , , 一
【 〕隋学良 ,许志春 ,田呈明 杏树挥发物的鉴定及部分成分对杏树小盆的触角电位反应【 第三届中国森林保护学术大会论文摘要
集 , ·
《新疆农业科学 》 成为新一轮中国科学引文数据库 来源期刊
中国科学院国家科学图书馆和中国科学引文数据库经过新一轮遴选 , 《新疆农业科学 》
成为中国科学引文数据库 年来源期刊 。
中国科学引文数据库 , 简称 以我国出版自然
科学 、 工程技术领域的中 、 英文核心期刊为收录对象 , 期刊数量从 年的 逐渐增加
到目前的 种 , 覆盖自然科学 、 医学 、 工程技术等学科领域 , 提供网络检索 、情报分析
服务 , 并连续出版期刊引证报告。经过 多年的发展 , 中国科学引文数据库己成为科研评
估 、 科研进展发现的重要工具 。
年中国科学引文数据库与美国 一 合作 , 中国科学引文数
据库登录 罗 平台 , 成为 平台上第一个非英文语种
的引文数据库 , 为全世界更多的科研人员了解中国的科研发展及动态 , 推动我国科研成果在
全球的传播提供了重要的渠道 , 为我国期刊面向全球提供了展示平台。
中国科学引文数据库内容仅提供期刊论文的题名 、作者 、所属单位 、文摘 、关键词 、分
类号 、 基金资助 、 参考文献等内容 。
该数据库尝试性进行了 被高引论文基线的统计 。科技论文的数量是科研绩效的
一种表现 , 但科技论文的质量是科技发展真正的推动力 。因此统计科技论文数量的同时 , 把
侧重点放在了科技论文质量的表现上 , 基于这一点 , 使用 核心库的数据为源 , 展现
我国的高等院校 、科研机构的重要研究成果 。