不同生理状态云南松木段挥发物化学成分比较_伍苏然

玉溪市华宁县东山林场位于云南省偏东南部， 地处东经 102°92' ～ 102°94' ， 北纬 24°25' ～ 24°27' 之 间， 海拔 1 775 m 左右， 属亚热带高原季风气候； 年 平均气温 16 ℃ ， 日照时间 2100 ～ 2 165 h， 年平均降 水量 916． 7 mm， 年均无霜期达 260 d。 林木为云南 松人工林， 树龄 30 a 以上， 平均树高 9 m， 胸径约 12 cm， 郁闭度 0． 5 ～ 0． 6 ， 松树死亡率 2． 5% 左右。 1． 2 供试样品材料 试验样品材料均来自玉溪市华宁县东山林场。 松林中正常生长 （ 树干、 树冠、 松针均正常 ） 的松树 视为健康状态； 松林中树冠 1 /2 以下枯黄、 树干失水 严重的松树视为衰弱状态； 松林中针叶全部脱落、 树 干无流脂现象的松树视为枯死状态 。松林中随机采 衰弱松、 枯死松各 3 棵 （ 共 9 棵 ） ， 分别取 集健康松、 其树干（ 含韧皮部和木质部 ） 上、 中、 下段 10 cm， 然 后剖开呈条状放入样品室。 1． 3 Technologies 公 司 HP6890GC /5973MS 气相色谱—质谱联用仪。 GC 条 件 ： HP － 5 MS 石 英 毛 细 管 柱 （ 3 0 ． 0 m × 0． 25 mm ×0． 25 μm） ； 柱温 80 ～ 240 ℃ ， 起始温度 80 ℃， 保持 2 min， 程 序 升 温 3 ℃ / min； 进 样 温 度 250 ℃ ； 柱前压 100 kPa； 进样量 1． 0 μL； 分流比 15 ∶ 1 ； 载气为高纯氦气。 MS 条件： 电离方式 EI； 电子能量 70 eV； 接口温 度 250 ℃ ； 离子源温度 230 ℃ ； 扫描的相对原子质量 范围 35 ～ 450 。 1． 4 木段挥发物气味收集 健康松、 衰弱松、 枯死松木段气味挥发物均采用 气相色谱—质谱条件 仪 器 为 美 国 Agilent
［5 ］ ［2－4 ］ ［1 ］
［10 ］ 趋向性也非常普遍 。 例如， 榆树 （ Ulmus americana） 濒临死亡时会释放出与健康株不同的气味， 榆
小蠹 （ Hylurgopinus rufipes ） 就利用这种气味差别寻 ［11 ］ 找合 适 的 寄 主 进 行 繁 殖 ； 当 枫 杨 （ Pterocarya stenoptera） 枝叶萎蔫时所散发出的气味才对棉铃虫 （ Helicoverpa armigera） 有很好的引诱效果［12］。 — —松墨 云南松 （ Pinus yunnanensis ） 重要害虫— 天牛（ Monochamus alternatus Hope） 、 小蠹虫 （ Coleoptera： Scolytidae） 等［13－16］在寄主定位、 补充营养等行 ［17－18 ］ 。 利用寄 为过程同样受寄主挥发物调控完成 主挥发物调控害虫行为， 在害虫综合治理中已有一 段时期， 并起着很重要的作用。 对于松属类植物挥
2
2． 1
结果与分析
健康松—衰弱松—枯死松木段挥发物总离子 流图
从健康松、 衰弱松、 枯死松木段挥发性气味物质 的总离子流图 （ 图 1 、 图 2、 图 3 ） 中分别检测出色谱 35 个、 47 个， 23 峰 21 个、 分别鉴定出化合物 14 种、 33 种， 种、 所鉴定出的成分各占其木段挥发物色谱 97． 93% 、 97． 08% 。 另有部 峰总峰面积的 99． 81% 、 分成分因其质谱信息量不足而未确认其结构 。 2． 2 健康松—衰弱松—枯死松木段挥发物成分及 相对体积分数比较 定性定量分析结果 （ 表 1 ） 表明： 健康松木段气 味挥发物主要化学成分物质为 α －蒎烯， 占总含量的 90 ． 71 % ； 含有少量β －蒎烯（ 4 ． 64 % ） 、 柠檬烯 （ 1． 91% ） 、 莰烯（ 1． 15% ） ； 另含有 10 种相对体积分数 均低于 1% 的微量组分。衰弱松木段气味挥发物主要 化学成分物质为 α－蒎烯， 占总含量的 75． 82% ； 其次为 柠檬烯（ 5． 91% ） 、 β － 蒎烯（ 3． 55% ） 、 月桂烯（ 2． 14% ） ； 另有 19 种相对体积分数均低于 2% 的微量组分。枯死 松木段气味挥发物主要化学成分物质为 α －蒎烯， 占总 4 － 二甲基 － 2 － 异丁基苯 含量的 59． 33% ； 其次为 1 ， （ 7． 34% ） 、 柠檬烯（ 5． 03% ） 、 β － 蒎烯（ 2． 89% ） 、 罗勒烯 （ 2． 45% ） 、 β－松油醇（ 2． 31% ） 、 异松油烯（ 2． 13% ） ； 另 有 26 种相对体积分数均低于 2% 的微量组分。 通过木段气味挥发物成分及相对体积分数比较 （ 表 1 ） 发现， 松树由健康 → 衰弱 → 枯死整个衰败过 程中， 其木段内挥发性物质成分、 相对体积分数均发 。 ， 生了显著变化 具体表现为 主要化合物成分 α － 蒎 3 －蒈烯、 烯、 β －蒎烯相对体积分数降低； 莰烯、 月桂烯、 1， 4 －二甲基 －2 －异丁基 柠檬烯、 异松油烯、 β －松油醇、 2 －甲 苯相对体积分数均有不同程度增加； 马鞭草烯、 1， 4 －二甲基金刚烷、 基茚、 马鞭草烯酮等化合物存在于 且相对体积分数呈现上升趋 衰弱木段和枯死木段中， L －香芹酮仅存在于衰弱木段 势； α－松油醇、 γ－松油醇、 中； 罗勒烯、 反式松香芹醇、 蒎莰酮、 α －柏木烯、 双环大 香叶烯等 12 种挥发物成分仅出现于枯死木段中。
116
东
北
林
业
大
学
学
报
第 40 卷
虫行为调节剂的研发具有一定指导意义。
1
1． 1
材料与方法
云南松松林概况
用气相色谱—质谱—计算机 挥发物洗脱液 1． 0 μL， 联用仪进行分析鉴定， 再通过化学工作站数据处理 检索 NIST98． L 和 wiley7n． 1 谱库， 并分别与八 系统， 峰索引及 EPA / NIH 质 谱 图 集 的 标 准 谱 图 进 行 对 照、 复合， 再结合有关文献进行人工谱图解析， 确认 其木段气味挥发物的各化学成分 。 定量分析： 通过化学站数据处理系统， 利用色谱 峰面积归一化法， 测定各化学成分在不同生理状态 木段挥发物中的相对体积分数。
第 40 卷 第 10 期 2012 年 10 月
东 北 林 业 大 学 学 报 JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERSITY
Vol． 40 No． 10 Oct． 2012
不同生理状态云南松木段挥发物化学成分比较
伍苏然
（ 云南农业大学， 650201 ） 昆明，
植物在其生长过程中会释放出多种挥发性物 质， 这类物质具有该植物种或品系的特征 ， 它包含有 化学组分成分以及成分间的比例等信息 。挥发物中 的化合物对植物本身的生长发育和新陈代谢的意义 并不十分明确， 但对植物与昆虫的相互作用关系却 至关重要 ， 在植物与昆虫化学通讯中它调控着昆 虫的多种行为， 诸如导引昆虫寄主定位、 刺激昆虫取 。 食、 催化成虫求偶、 鉴别产卵场所等 从植物产生的挥发物来看， 植物不同部位所释 放的化合物种类及含量有显著差异
1）
张淑颖
（ 青岛农业大学）
熊国如
（ 中国热带农业科学院热带生物技术研究所）源自胡纯华肖春
（ 云南农业大学）
摘 要 采用顶空吸附法对健康松、 衰弱松、 枯死松的木段进行挥发性物质收集。通过 GC－MS 联用技术和计 用离子流峰面积归一法通过化学工作 算机信息检索法对 3 种生理状态下松树木段挥发物化学成分进行了分离鉴定， 站数据处理系统确定了各成分的相对体积分数。比较结果表明： 云南松在衰败过程中木段挥发性成分及相对体积分 3－蒈烯、 数发生了显著变化， 主要化合物成分 α－蒎烯、 β－蒎烯相对体积分数减少； 莰烯、 月桂烯、 柠檬烯、 异松油烯、 β－ 1， 4－二甲基－2－异丁基苯相对体积分数均有不同程度增加； 马鞭草烯、 2－ 甲基茚、 1， 4－ 二甲基金刚烷、 松油醇、 马鞭草 L－ 香芹酮仅存在 烯酮等化合物存在于衰弱木段和枯死木段中， 且相对体积分数呈现上升趋势； α－松油醇、 γ －松油醇、 于衰弱木段中； 罗勒烯、 反式松香芹醇、 蒎莰酮、 α－柏木烯、 双环大香叶烯等 12 种挥发物成分仅出现于枯死木段中。 关键词 云南松； 木段； 挥发物； 化学成分； 气相色谱—质谱联用仪 分类号 Q946． 85 ； S718． 7 ； R284． 2 Analysis of Volatile Constituents in Pine Logs from Pinus yunnanensis Under Different Physiological States / Wu SuYunnan Agricultural University， Kunming 650201 ， P． R． China） ； Zhang Shuying（ Qingran（ College of Plant Protection， dao Agricultural University） ； Xiong Guoru（ Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology，Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences） ； Hu Chunhua， Xiao Chun（ Yunnan Agricultural University） / / Journal of Northeast Forestry University． － 2012 ， 40 （ 10 ） ． －115 ～ 119 ， 147 space adThe volatiles in healthy，debilitated，and dying pine logs of Pinus yunnanensis were collected using headsorption method． Chemical constituents of oils in three states were isolated and identified using gas chromatographymass spectrometry （ GCMS） and computer information searching． The relative contents of the volatile constituents were calculated by ionic flow chromatographic area normalization method． Results showed that the constituents and contents of volatiles changed largely during the process from healthy to debilitated and then to dying． The relative content of the main compound constituents decreased，such as αpinene and βpinene． The relative contents of camphene，myrcene，3carene，limonene，terpinolene，βterpineol，1 ，4dimethyl2isobutylbenzene increased to different extents． The relative contents of verbenone， 2methylindene， 1， 4dimethyladamantane and verbenone found in debilitated logs and dying logs exhibited an upward trend． Some compounds were found only in debilitated logs，including αTerpineol，γTerpineol and LCarvone， while ocimene，Spinocarveol，pinocamphone，αcedrene，bicyclogermacrene and other seven volatile constituents were found only in dying logs． Keywords Pinus yunnanensis； Pine logs； Volatiles； Chemical constituents； GCMS
［19－21 ］ ， 发物有部分报道 但目前对云南松气味的了解 还不够充分， 特别是对不同生理状态松木挥发性物
， 而且相同部
位在不同生理时期所产生的挥发性物质也有很大区 ［6－7 ］ 。不同生理状态下， 别 寄主挥发物的组分差异 影响着昆虫的行为
［8－9 ］
； 同样， 昆虫对寄主挥发物的
1 ） 云南省重点科技攻关项目（ 2005NG03 ） ； 中央级公益性科研 院所基本科研业务费专项（ ITBB110503 ） ； 中国热带农业科学院热带 生物技术研究所博士科研启动项目 。 1982 年 5 月生， 第一作者简介： 伍苏然， 男， 云南农业大学植物 博士研究生。现工作于中国热带农业科学院热带生物技 保护学院， 术研究所， 助理研究员。 通信作者： 肖春， 云南农业大学植物保护学院， 教授。 E － mail： 15398638348@ 163． com。 收稿日期： 2011 年 12 月 26 日。 责任编辑： 戴芳天。
质的鉴定更为有限。笔者曾对云南松针叶挥发物化 ［7 ］ 学成分进行了报道 。本研究通过比较健康、 衰弱、 枯死 3 种生理状态下云南松木段挥发物化学成分， 可 对云南松整个生长周期内不同生理部位所释放挥发 物成分的系统研究形成有力补充， 亦为探索植物—昆 虫间的协同进化关系提供实验基础， 同时对于林业害