卓志航,楊 偉,徐丹萍,楊春平,楊 樺,劉臣山
(1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué) a 林學(xué)院 森林保護(hù)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,b 食品學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 雅安 625014;2 成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院 農(nóng)學(xué)院,四川 溫江 611130)
?
云斑天牛寄主核桃樹皮及樹葉的揮發(fā)性成分
卓志航1a,楊偉1a,徐丹萍1b,楊春平1a,楊樺1a,劉臣山2
(1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué) a 林學(xué)院 森林保護(hù)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,b 食品學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川 雅安 625014;2 成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院 農(nóng)學(xué)院,四川 溫江 611130)
[摘要]【目的】 揭示云斑天牛對(duì)寄主核桃的選擇機(jī)制,為篩選對(duì)云斑天牛具有生物活性的植物源引誘劑,實(shí)現(xiàn)對(duì)該蟲的生態(tài)控制提供理論指導(dǎo)?!痉椒ā?采用頂空固相微萃取(Headspace solid phase micro-extraction,HS-SPME)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜(Gas chromatograph-mass spectrometry,GC-MS)聯(lián)用技術(shù),分析了核桃樹皮和樹葉中的揮發(fā)性成分。【結(jié)果】 核桃樹皮和樹葉共含有萜烯類、烴類、芳香族化合物、醇類、醛類、酮類、酯類、醌類和雜環(huán)化合物9類65種揮發(fā)性成分。其中,核桃樹皮揮發(fā)性成分主要包括9類36種,分別是15種萜烯類、4種烴類、4種芳香族化合物、1種醇類、3種醛類、1種酮類、2種酯類、3種醌類和3種雜環(huán)化合物。核桃樹葉揮發(fā)性成分主要包括8類42種,分別是22種萜烯類、2種烴類、4種芳香族化合物、4種醇類、2種醛類、1種酮類、5種酯類和2種醌類。核桃樹皮和樹葉均含有的揮發(fā)性成分共4類13種,分別是9種萜烯類、1種醛類、1種酯類和2種醌類。此外,核桃樹皮和樹葉萜烯類相對(duì)含量最高,分別為43.371%和78.948%;核桃樹皮烴類相對(duì)含量最低,為1.043%;核桃樹葉酮類和烴類相對(duì)含量均較低,分別為0.009%和0.268%?!窘Y(jié)論】 云斑天牛寄主核桃樹皮和樹葉揮發(fā)性成分主要是萜烯類、烴類、芳香族化合物、醇類、醛類、酮類、酯類、醌類和雜環(huán)化合物,其中萜烯類相對(duì)含量最高,酮類和烴類相對(duì)含量均較低。
[關(guān)鍵詞]核桃樹皮;核桃樹葉;頂空固相微萃??;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用;揮發(fā)性成分
植物揮發(fā)性物質(zhì)是寄主植物釋放的氣味物質(zhì),是多種微濃度的揮發(fā)性次生物質(zhì)組成的復(fù)雜混合物,又稱他感物質(zhì)或寄主信息素,揮發(fā)性物質(zhì)成分及比例的變化是構(gòu)成特定化學(xué)信息聯(lián)系的基礎(chǔ),即化學(xué)指紋圖譜(Chemical Fingerprint)[1-6]?;瘜W(xué)指紋圖譜對(duì)引導(dǎo)昆蟲產(chǎn)卵、刺激昆蟲取食、誘導(dǎo)昆蟲交配和繁殖及昆蟲趨向性(引誘或趨避)等行為都有調(diào)控作用[1-2,7-9]。例如,光肩星天牛(Anoplophoraglabripennis)對(duì)不同槭樹科(Aceraceae)寄主植物具有不同的選擇機(jī)制[10],云斑天牛(BatoceralineolataChevrolat)對(duì)補(bǔ)充營養(yǎng)寄主法國冬青(Viburnumawabuki)和光皮樺(Betulaluminifera)揮發(fā)物也具有較明顯的觸角電位反應(yīng)[11]。植物揮發(fā)性物質(zhì)主要是相對(duì)分子質(zhì)量在100~200的有機(jī)化合物,主要包括萜烯類、醛類、脂類、酮類、烷烴類、有機(jī)酸和芳香族化合物等[12-13]。
植食性昆蟲在尋找寄主階段,主要通過嗅覺感受器對(duì)寄主植物特異性的氣味進(jìn)行識(shí)別,進(jìn)而達(dá)到對(duì)植物的篩選和寄生[2,14]。云斑天牛又稱云斑白條天牛[15],隸屬鞘翅目(Coleoptera)天牛科(Cerambycidae),是用材林、經(jīng)濟(jì)林和防護(hù)林的重要蛀干害蟲。該蟲廣泛分布于我國中南、西南、華南和華北等地,對(duì)生態(tài)、林業(yè)經(jīng)濟(jì)等都能造成一定破壞和損失[16-17]。由于該蟲以幼蟲在寄主樹干內(nèi)鉆蛀危害,且幼蟲蛀道向上延伸較深,常造成樹干內(nèi)的蛀道縱橫交錯(cuò),此外該蟲以蟲糞木屑堵塞孔口從而導(dǎo)致該蟲防控不佳[18-19]。目前,對(duì)云斑天牛寄主和補(bǔ)充營養(yǎng)寄主揮發(fā)性成分雖有部分報(bào)道,如光皮樺、法國冬青、野薔薇和楊樹等[1-2,11],但尚未有任何有力的植物源引誘劑成功研發(fā)。為此,本研究采用頂空固相微萃取(HS-SPME)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù),測定云斑天牛寄主核桃樹皮和樹葉的揮發(fā)性成分,為揭示云斑天牛對(duì)寄主核桃的選擇機(jī)制提供理論依據(jù),為篩選對(duì)云斑天牛具有生物活性的植物源引誘劑,實(shí)現(xiàn)對(duì)該蟲的生態(tài)控制提供理論指導(dǎo)。
1材料與方法
1.1材料
核桃采集:2014年5月中上旬,采自四川省德陽市羅江縣。樹皮采集:選擇樹皮色澤較好、較嫩、無病蟲害、無霉變、無開口裂縫和刻槽,且新鮮的健康核桃樹皮。樹葉采集:在已采集樹皮的核桃樹上,選擇樹葉色澤較好、無病蟲害、無霉變、成熟、無缺損的健康完整且新鮮的核桃樹葉。采樣時(shí)間為18:00-18:30(此時(shí)云斑天牛成蟲活躍度較高,成蟲取食補(bǔ)充營養(yǎng)寄主、交配及刻槽等行為較為積極)。樣品采集后置于冰盒內(nèi),迅速帶回用于試驗(yàn)測定。
1.2儀器設(shè)備
Agilent 7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用儀,配有HP-5MS彈性石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm),美國安捷倫公司;Supleco固相微萃取裝置(SPME)(65 μm DVB/PDMS),美國Supelco公司等。
1.3方法
1.3.1樣品前處理選擇較為新鮮的核桃樹皮和樹葉樣品,分別將樣品洗凈瀝干后,粉碎待用。
1.3.2揮發(fā)性成分檢測揮發(fā)性成分的提取和檢測條件參照蔣麗等[20]的方法并進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。取粉碎后的樣品5 g置于15 mL頂空進(jìn)樣瓶中密封。40 ℃條件下平衡30 min后,將SPME手柄頂端的萃取頭插入進(jìn)樣瓶,吸附30 min后取出萃取頭插入到GC-MS儀的氣相色譜進(jìn)樣口,推出纖維頭,250 ℃解析5 min。樣品放入頂空進(jìn)樣瓶前,在上述同樣條件下進(jìn)行揮發(fā)性成分檢測,即檢測頂空進(jìn)樣瓶空瓶揮發(fā)物質(zhì)作為對(duì)照,以除去雜質(zhì)干擾。
1.3.3GC-MS分析條件色譜柱:HP-5MS彈性石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm)。升溫程序:柱溫35 ℃保留1 min,以2 ℃/min升到100 ℃,保持1 min,以10 ℃/min升到200 ℃,保持5 min。
離子源為電子轟擊電離源(electron impact,EI);離子源溫度 230 ℃;電子能量70 eV;接口溫度280 ℃;質(zhì)量掃描范圍50~550 amu。
1.4數(shù)據(jù)分析
將檢測的未知化合物(揮發(fā)性成分)與 NIST.11 library進(jìn)行匹配,對(duì)匹配度大于800(最大值為 1 000)的鑒定結(jié)果予以確認(rèn),并以峰面積歸一化法確定各化合物的相對(duì)含量。用Origin繪圖軟件對(duì)獲得的總離子流圖進(jìn)行優(yōu)化。
2結(jié)果與分析
由表1~3和圖1~2可以看出,核桃樹皮和樹葉共含9類65種揮發(fā)性成分,分別是:萜烯類28種、烴類6種、芳香族化合物8種、醇類5種、醛類4種、酮類2種、酯類6種、醌類3種、雜環(huán)化合物3種。此外,核桃樹皮和樹葉均以萜烯類、醇類和芳香族化合物相對(duì)含量較高,其中萜烯類含量最高;烴類、酮類和酯類相對(duì)含量較低,其中核桃樹皮烴類相對(duì)含量最低,樹葉酮類相對(duì)含量最低。
由表1、表3和圖1可以看出,核桃樹皮揮發(fā)性成分主要包括9類36種,分別是:15種萜烯類,相對(duì)含量為43.371%;4種烴類,相對(duì)含量為1.043%;4種芳香族化合物,相對(duì)含量為13.871%;1種醇類,相對(duì)含量為17.372%;3種醛類,相對(duì)含量為1.575%;1種酮類,相對(duì)含量為1.137%;2種酯類,相對(duì)含量為1.307%;3種醌類,相對(duì)含量為8.795%;3種雜環(huán)化合物,相對(duì)含量為11.527%。說明核桃樹皮萜烯類相對(duì)含量最高,醇類次之,烴類相對(duì)含量最少。核桃樹皮中,揮發(fā)性成分含量最高的3種物質(zhì)依次是:醇類桉葉油醇(相對(duì)含量 17.372%,CAS號(hào):000470-82-6)、萜烯類左旋-β-蒎烯(相對(duì)含量12.312%,CAS號(hào):018172-67-3)和芳香族化合物p-傘花烴(相對(duì)含量11.998%,CAS號(hào):000099-87-6);相對(duì)含量最低的3種物質(zhì)依次是:醛類(E,E)-2,4-壬二烯醛(相對(duì)含量0.098%,CAS號(hào):005910-87-2)、烴類正十四烷(相對(duì)含量0.100%,CAS號(hào):000629-59-4)和萜烯類(3aS,3bR,4S,7R,7aR)-7-甲基-3-乙叉-4-異丙基八氫-1H-鹽酸環(huán)戊醇乙胺酯[1,3]環(huán)丙烷[1,2]苯(相對(duì)含量0.113%,CAS號(hào):013744-15-5)。
由表2、表3和圖2可以看出,核桃樹葉揮發(fā)性成分主要包括8類42種,分別是:22種萜烯類,相對(duì)含量為78.948%;2種烴類,相對(duì)含量為0.268%;4種芳香族化合物,相對(duì)含量為2.263%;4種醇類,相對(duì)含量為9.511%;2種醛類,相對(duì)含量為1.497%;1種酮類,相對(duì)含量為0.009%;5種酯類,相對(duì)含量為0.987%;2種醌類,相對(duì)含量為6.516%。說明核桃樹皮萜烯類相對(duì)含量最高,醇類次之,酮類相對(duì)含量最低。核桃樹葉中,揮發(fā)性成分含量最高的3種物質(zhì)依次是:萜烯類1-石竹烯(相對(duì)含量20.477%,CAS號(hào):000087-44-5)、萜烯類β-蒎烯(相對(duì)含量16.402%,CAS號(hào):000127-91-3)和萜烯類(3aS,3bR,4S,7R,7aR)-7-甲基-3-乙叉-4-異丙基八氫-1H-鹽酸環(huán)戊醇乙胺酯[1,3]環(huán)丙烷[1,2]苯(相對(duì)含量11.119%,CAS號(hào):013744-15-5);相對(duì)含量最低的3種物質(zhì)依次是:酮類3-異丙基-5-甲基-3-環(huán)己烯酮(相對(duì)含量0.009%,CAS號(hào):1000155-47-0)、酯類3-甲基丁酸己酯(相對(duì)含量0.023%,CAS號(hào):010032-13-0)和烴類1-甲基-1-環(huán)己烯(相對(duì)含量0.024%,CAS號(hào):000591-49-1)。
由表1、表2和表4可以看出,核桃樹皮和樹葉均含有的揮發(fā)性成分共4類13種,其中9種萜烯類,包括(1R)-(+)-α蒎烯(CAS號(hào):007785-70-8;相對(duì)含量:樹皮6.497%,樹葉9.679%)、莰烯(CAS號(hào):000079-92-5;相對(duì)含量:樹皮0.188%,樹葉0.125%)、左旋-β-蒎烯(CAS號(hào):018172-67-3;相對(duì)含量:樹皮12.312%,樹葉1.264%)、萜品烯(CAS號(hào):000099-85-4;相對(duì)含量:樹皮4.920%,樹葉0.242%)、異松油烯(CAS號(hào):000586-62-9;相對(duì)含量:樹皮4.419%,樹葉0.163%)、α-蓽澄茄油烯(CAS號(hào):017699-14-8;相對(duì)含量:樹皮0.174%,樹葉0.544%)、1-石竹烯(CAS號(hào):000087-44-5;相對(duì)含量:樹皮3.939%,樹葉20.477%)、(3aS,3bR,4S,7R,7aR)-7-甲基-3-乙叉-4-異丙基八氫-1H-鹽酸環(huán)戊醇乙胺酯[1,3]環(huán)丙烷[1,2]苯(CAS號(hào):013744-15-5;相對(duì)含量:樹皮0.113%,樹葉11.119%)、大根香葉烯(CAS號(hào):023986-74-5;相對(duì)含量:樹皮0.645%,樹葉0.333%)。
表 1 核桃樹皮的揮發(fā)性成分及相對(duì)含量
由表1、表2和表4可見,核桃樹皮和樹葉共有的13種揮發(fā)性成分中,還有1種醛類,反式-2-己烯醛(CAS號(hào):006728-26-3;相對(duì)含量:樹皮0.300%,樹葉1.386%);1種酯類,水楊酸甲酯(CAS號(hào):000119-36-8;相對(duì)含量:樹皮0.830%,樹葉0.590%);2種醌類,包括1,4-萘醌(CAS號(hào):000130-15-4;相對(duì)含量:樹皮0.431%,樹葉0.361%)和胡桃醌(CAS號(hào):000481-39-0;相對(duì)含量:樹皮7.025%,樹葉6.156%)。綜上,核桃樹皮揮發(fā)性成分相對(duì)含量中有41.794%與核桃樹葉相同,核桃樹皮揮發(fā)性成分種類中有36.111%與核桃樹葉相同;核桃樹葉揮發(fā)性成分相對(duì)含量中有52.436%與核桃樹皮相同,核桃樹葉揮發(fā)性成分種類中有30.952%與核桃樹皮相同。
表 2 核桃樹葉的揮發(fā)性成分及相對(duì)含量
續(xù)表 2 Continued table 2
表 3 核桃樹皮和樹葉的揮發(fā)性成分種類數(shù)及其相對(duì)含量
表 4 核桃樹皮和樹葉的相同揮發(fā)性成分
圖 1 核桃樹皮揮發(fā)性成分總離子流圖
圖 2核桃樹葉揮發(fā)性成分總離子流圖
Fig.2Total ion chromatogram of volatile components fromJuglansregiaL.leaf
3討論
昆蟲對(duì)植物揮發(fā)性物質(zhì)的識(shí)別是一個(gè)復(fù)雜的過程。研究表明寄主揮發(fā)性物質(zhì)中的多個(gè)活性成分以特定的濃度和比例形成的混合物對(duì)昆蟲行為具有調(diào)節(jié)作用[1-2,21-24],此外植物揮發(fā)性成分中還存在某些單個(gè)的揮發(fā)性活性成分,這些單個(gè)的成分能與其他活性成分相互作用,從而充當(dāng)加強(qiáng)或抑制因子的作用[1-2,25-27]。植物釋放的揮發(fā)性成分含量雖然受植物生理狀況、蟲害、環(huán)境因子、季節(jié)、葉片成熟度、機(jī)械損傷及空間分布的影響,但其各成分之間的比例卻是很穩(wěn)定的[25,28-30]。本研究通過頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù),發(fā)現(xiàn)核桃樹皮和樹葉揮發(fā)性成分中萜烯類種類最多,酮類種類最少,萜烯類、醇類和芳香族化合物相對(duì)含量較高,烴類、脂類和酮類相對(duì)含量較低,這與很多研究結(jié)論相似。如李繼泉等[31]研究發(fā)現(xiàn)復(fù)葉槭(Acernegundo)釋放的揮發(fā)性物質(zhì)多為萜烯類、醇類、醛類和芳香族化合物等;云斑天牛寄主野薔薇(RosamultifloraThunb.)和楊樹(Populussp.)釋放的揮發(fā)性物質(zhì)也多為萜烯類、醇類、醛類和芳香族化合物等[1];此外,楊樺等[11]和梁瀟予[2]也有類似發(fā)現(xiàn)。本研究發(fā)現(xiàn),核桃樹皮和樹葉共含9類65種揮發(fā)性成分,其中核桃樹皮9類36種,核桃樹葉8類42種,所有揮發(fā)成分種類組成及比例即為核桃樹皮及樹葉化學(xué)指紋圖譜,它們是誘導(dǎo)寄主昆蟲的化學(xué)信號(hào)物質(zhì),能對(duì)寄主昆蟲的定位、取食、交配和產(chǎn)卵等行為進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外,核桃樹葉與樹皮成分中,有4類13種相同,其中萜烯類9種,醌類2種,醛類和酯類各1種,且核桃樹皮揮發(fā)性成分相對(duì)含量中有41.794%與核桃樹葉相同,核桃樹葉揮發(fā)性成分相對(duì)含量中有52.436%與核桃樹皮相同,說明核桃樹葉和樹皮化學(xué)指紋圖譜有重疊相似部分,其中以萜烯類最明顯,這13種揮發(fā)性成分可能是對(duì)寄主昆蟲行為具有調(diào)節(jié)作用的一般氣味成分,但仍需生物檢測等予以驗(yàn)證。其余的52種揮發(fā)性成分中,由于在核桃樹皮和樹葉中并非同時(shí)含有,因此可能存在特異性氣味成分,這種特異性氣味成分具有不同的標(biāo)志且具有高度的特異性,因而對(duì)寄主昆蟲定位等行為可能具有顯著的影響,但所有成分仍需生物檢測予以生物活性認(rèn)證。
萜烯類物質(zhì)是天牛定位寄主最常見最主要的物質(zhì)[1-2],如寄主蘇格蘭松(Pinussylvestris)的正己烷提取物中,α-蒎烯對(duì)北美家天牛(Hylotrupesbajulus)具有較強(qiáng)的引誘活性[32];側(cè)柏(Platycladusorientalis)樹皮揮發(fā)油對(duì)雙條杉天牛(Semanotusbifasciatus)成蟲具有強(qiáng)烈引誘作用,而揮發(fā)油中含有α-蒎烯、β-蒎烯、α-側(cè)柏烯、冬青油烯、α-月桂烯、檸檬烯等十幾種萜烯類物質(zhì)[33];α-蒎烯、β-蒎烯和β-水芹烯對(duì)松墨天牛(M.alternatus)均有引誘活性,其中α-蒎烯活性最強(qiáng)[34];3-蒈烯對(duì)兩性成蟲均有趨避作用[1]等。本研究發(fā)現(xiàn),核桃樹皮及樹葉揮發(fā)性成分中含有種類最多和相對(duì)含量最高的烯萜類物質(zhì),且萜烯類物質(zhì)中含有部分上述研究中的一些活性物質(zhì),暗示核桃樹皮及樹葉中萜烯類物質(zhì)可能對(duì)云斑天牛具有引誘作用,但仍需通過觸角電位試驗(yàn)和生物測定予以驗(yàn)證。此外,研究表明,植物揮發(fā)性成分中的醇類對(duì)天牛定位寄主具有重要作用,部分醇類物質(zhì)與其他活性成分相互作用具有加強(qiáng)定位作用的功能[1-2]。例如諸葛飄飄[1]研究發(fā)現(xiàn),順-3-己烯醇和反-2-己烯醇對(duì)云斑天牛雄蟲有明顯的吸引作用,順-3-己烯醇和3-戊醇對(duì)雌蟲有明顯的吸引作用,1-戊烯-3-醇對(duì)兩性成蟲均有趨避作用;王保新等[35]研究發(fā)現(xiàn),(Z)-3-己烯-1-醇對(duì)未交配云斑天牛雌、雄蟲可產(chǎn)生明顯的引誘作用,芳樟醇則對(duì)兩者具有明顯的趨避作用;乙醇與單萜烯混用,在林間對(duì)松墨天牛等的引誘力遠(yuǎn)高于單獨(dú)使用單萜烯的引誘力[34,36];乙醇與甲醇體積比3∶1混合制作誘芯可在田間較好地誘捕咖啡滅字脊虎天牛(XylotrechusquadripesChevr)[37]。本研究發(fā)現(xiàn),核桃樹皮及樹葉揮發(fā)性成分中存在相對(duì)含量較高的醇類物質(zhì),且醇類物質(zhì)中含有部分上述研究中涉及的物質(zhì),暗示核桃樹皮及樹葉中的醇類物質(zhì)可能對(duì)云斑天牛具有引誘作用,或具有增效或抑制作用,但也仍需通過觸角電位試驗(yàn)和生物測定予以驗(yàn)證。最后,芳香族化合物一般對(duì)花天牛亞科(Lepturinae)具有引誘活性,如甲基苯甲酸酯、苯甲基醋酸酯、甲基苯甲酯、芳樟醇和丁子香酚等[1-2,32],本研究發(fā)現(xiàn),核桃樹皮與樹葉中也含有芳香族化合物,但其是否具有定位作用仍需進(jìn)一步探討。
通過頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù),本研究發(fā)現(xiàn),云斑天牛寄主核桃樹皮和樹葉中的揮發(fā)性物質(zhì)成分及相對(duì)含量,即化學(xué)指紋圖譜,不僅為揭示云斑天牛對(duì)寄主核桃的選擇機(jī)制提供了理論依據(jù),而且為篩選對(duì)云斑天牛具有生物活性的植物源引誘劑,實(shí)現(xiàn)對(duì)該蟲的生態(tài)控制提供了理論指導(dǎo),但揮發(fā)性成分中的何種成分對(duì)寄主云斑天牛具有生物活性,仍有待進(jìn)一步研究。
[參考文獻(xiàn)]
[1]諸葛飄飄.楊樹云斑天牛成蟲寄主定位中的信息化學(xué)物質(zhì) [D].湖北武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2009.
Zhuge P P.The semiochemicals in host location of longhorn beetleBatocerahorsfieldi(Hope) [D].Wuhan,Hubei:Huazhong Agriculture University,2009.(in Chinese)
[2]梁瀟予.云斑天牛對(duì)補(bǔ)充營養(yǎng)寄主的選擇性研究 [D].四川雅安:四川農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.
Liang X Y.Preference ofBatocerahorsfieldi(Hope) for host of supplermentary feeding [D].Ya’an,Sichuan:Sichuan Agriculture University,2007.(in Chinese)
[3]Pichersky E,Gershenzon J.The formation and function of plant volatiles:Perfumes for pollinator attraction and defens [J].Current Opinion in Plant Biology,2002,5(3):237-243.
[4]Hsiao T H.Feeding behavior [C]//Comprehensive insect phys-iology,biochemistry and pharmacology.Oxford:Pergamon Press,1985.
[5]Schneider D.Plant recognition by insects:A challenge forneuro-ethological research [M].Dordrecht:Dr W Junk Publisher,1987.
[6]Visser J H.Host odor perception in phytophagous insects [J].Annual Review of Entomology,1986,31:121-144.
[7]杜家緯.植物-昆蟲間的化學(xué)通訊及其行為控制 [J].植物生理學(xué)報(bào),2001,27(3):193-200.
Du J W.Plant-insect chemical communication and its behavior control [J].Acta Phytophysiologica Sinica,2001,27(3):193-200.(in Chinese)
[8]王紅偉,楊偉,楊樺,等.橫坑切梢小蠹對(duì)植物揮發(fā)物的電生理和行為反應(yīng) [J].生態(tài)學(xué)雜志,2014,33(5):1260-1266.
Wang H W,Yang W,Yang H,et al.Electroantennogram and behavioral responses ofTomicusminor(Hartig) (Coleoptera:Scolytidae) to plant volatiles [J].Chinese Journal of Ecology,2014,33(5):1260-1266.(in Chinese)
[9]欽俊德,王琛柱.論昆蟲與植物的相互作用和進(jìn)化的關(guān)系 [J].昆蟲學(xué)報(bào),2001,44(3):360-365.
Qin J D,Wang C Z.The relation of interaction between insects and plants to evolution [J].Acta Entomologica Sinica,2001,44(3):360-365.(in Chinese)
[10]張風(fēng)娟,金幼菊,陳華君,等.光肩星天牛對(duì)4種不同槭樹科寄主植物的選擇機(jī)制 [J].生態(tài)學(xué)報(bào),2006,26(3):870-877.
Zhang F J,Jin Y J,Chen H J,et al.The selectivity mechanism ofAnoplophoraglabripennisonfour different species of maples [J].Acta Ecologica Sinica,2006,26(3):870-877.(in Chinese)
[11]楊樺,楊偉,楊茂發(fā),等.法國冬青和光皮樺揮發(fā)物日節(jié)律及云斑天牛的觸角電位反應(yīng) [J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2011,22(2):357-363.
Yang H,Yang W,Yang M F,et al.Diurnal rhythm ofViburnumawabukiandBetulaluminiferavolatiles and electroantennogram response ofBatocerahorsfieldi[J].Chinese Journal of Applied Ecology,2011,22(2):357-363.(in Chinese)
[12]杜永均,嚴(yán)福順.植物揮發(fā)性次生物質(zhì)在植食性昆蟲、寄主植物和昆蟲天敵關(guān)系中的作用機(jī)理 [J].昆蟲學(xué)報(bào),1994,37(2):233-250.
Du Y J,Yan F S.The role of plant volatiles in tritrophic interactions among phytophagous insects,their host plants and natural enemies [J].Acta Entomologica Sinica,1994,37(2):233-250.(in Chinese)
[13]嚴(yán)善春,張丹丹,遲德福.植物揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)昆蟲作用的研究進(jìn)展 [J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2003,14(2):310-313.
Yan S C,Zhang D D,Chi D F.Advances of studies on the effects of plant volatiles on insect behavior [J].Chinese Journal of Applied Ecology,2003,14(2):310-313.(in Chinese)
[14]Barata N,Mustaparta H,Pickett J A,et al.Encoding of host and non-host plant odours by receptor neurones in the eucalyptus woodborer,Phoracanthasemipunctata(Coleoptera:Cerambycidae) [J].Journal of Comparative Physiology,2002,188(2):121-133.
[15]李建慶,楊忠岐,張雅林,等.利用花絨寄甲防治楊樹云斑天牛的研究 [J].林業(yè)科學(xué),2009,45(9):94-100.
Li J Q,Yang Z Q,Zhang Y L,et al.Biological control ofBatocerahorsfieldi(Coleoptera:Cerambycidae) by releasing its parasitoidDastarcushelophoroides(Coleoptera:Bothrideridae) [J].Scientia Silvae Sinicae,2009,45(9):94-100.(in Chinese)
[16]嚴(yán)敖金,嵇保中,錢范俊,等.云斑天牛Batocerahorsfieldi(Hope)的研究 [J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1997,21(1):1-6.
Yan A J,Ji B Z,Qian F J,et al.A study onBatocerahorsfieldi(Hope) [J].Journal of Nanjing Forestry University,1997,21(1):1-6.(in Chinese)
[17]高瑞桐,王宏乾,徐邦新,等.云斑天牛補(bǔ)充營養(yǎng)習(xí)性及與寄主樹關(guān)系的研究 [J].林業(yè)科學(xué)研究,1995,8(6):619-623.
Gao R T,Wang H Q,Xu B X,et al.Study on the habit of absorbing replenishing nutrition ofBatocerahorsfieldiand its relation with the host trees [J].Forest Research,1995,8(6):619-623.(in Chinese)
[18]李娟,王滿囷,張志春,等.云斑天牛成蟲對(duì)植物氣味的行為反應(yīng) [J].林業(yè)科學(xué),2008,44(6):168-170.
Li J,Wang M Q,Zhang Z C,et al.Behavioral response ofBatocerahorsfieldiadults to plant volatiles [J].Scientia Silvae Sinicae,2008,44(6):168-170.(in Chinese)
[19]李建慶,楊忠岐,梅增霞,等.云斑天牛的風(fēng)險(xiǎn)分析及其防控對(duì)策 [J].林業(yè)科學(xué)研究,2009,22(1):148-153.
Li J Q,Yang Z Q,Mei Z X,et al.Pest risk analysis and control counter-measure ofBatocerahorsfieldi[J].Forest Research,2009,22(1):148-153.(in Chinese)
[20]蔣麗,王雪瑩,楊洲,等.自然發(fā)酵與接種發(fā)酵泡菜香氣成分分析 [J].食品科學(xué),2011,32(22):276-279.
Jiang L,Wang X Y,Yang Z,et al.Analysis of volatile compounds in pickles produced by inoculated or natural fermentation [J].Food Science,2011,32(22):276-279.(in Chinese)
[21]Le Métayer M,Marion-Poll F,Sandoz J C,et al.Effect of conditioning on discrimination of oilseed rape volatiles by the honeybee:Use of a combined gas chromatography-proboscis extension behavioural assay [J].Chemical Senses,1997, 22(4):391-398.
[22]Nojima S,Linn C J, Morris B,et al.Identification of host fruit volatiles from hawthorn (Crataegusspp.) attractive to hawthorn-originRhagoletispomonellaflies [J].Journal of Chemical Ecology,2003,29(2):321-336.
[23]Birkett M A,Agelopoulos N,Jensen K M,et al.The role of volatile semiochemicals in mediating host location and selection by nuisance and disease-transmitting cattle flies [J].Medical and Veterinary Entomology,2004,18(4):313-322.
[24]Tasin M,B?ckman A C,Coracini M,et al.Synergism and redundancy in a plant volatile blend attracting grapevine moth females [J].Phytochemistry,2007,68(2):203-209.
[25]Agelopoulos N G,Chamberlain K,Pickett J A.Factors affecting volatile emissions of intact potato plants,Solanumtuberosum:Variability of quantities and stability of ratios [J].Journal of Chemical Ecology,2000,26(2):497-511.
[26]Hern A,Dorn S.A female-specific attractant for the codling mo-th,Cydiapomonella,from apple fruit volatiles [J].Naturwissenschaften,2004,91(2):77-80.
[27]Guerin P M,St?dler E, Buser H R.Identification of host plant attractants for the carrot fly,Psilarosae[J].Journal of Chemical Ecology,1983,9(7):843-861.
[28]Hedin P A.Seasonal variaton in the emission of volatiles by cotton plants growing in the field [J].Environmental Entomology,1976,5:1234-1238.
[29]Badi H N,Yazdani D,Ali S M,et al.Effects of spacing and harvesting time on herbage yield and quality/quantity of oil in Thyme,ThymusvulgariL. [J].Industrial Crops and Products,2004,19:231-236.
[30]Zhang X,Linit M J.Comparison of oviposition and longevity ofMdnochamusalternatesandM.carolinensis(Coleoptera:Ceralnbycidae) under laboratory conditions [J].Environmental Entomology,1998,27:885-891.
[31]李繼泉,樊慧,金幼菊,等.光肩星天牛取食后復(fù)葉槭揮發(fā)物的釋放機(jī)制 [J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,24(5/6):170-174.
Li J Q,Fan H,Jin Y J,et al.Emission mechanism of volatile compounds from ashleaf maple feeding-damaged byAnoplophoraglabripennis(Motsch.) [J].Journal of Beijing Forestry University,2002,24(5/6):170-174.(in Chinese)
[32]Fettk?ther R,Reddy G V P,Noldt U,et al.Effect of host and larval frass volatiles on behavioural response of the old house borer,Hylotrupesbajulus(L.) (Coleoptera:Cerambycidae),in a wind tunnel bioassay [J].Chemoecology,2000,10(1):1-10.
[33]蔡世民,黃一平,黃競芳.側(cè)柏提取物對(duì)雙條杉天牛引誘作用的初步研究:Ⅰ.提取物引誘活性測定 [J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1989,11(3):71-78.
Cai S M,Huang Y P,Huang J F.Primary studies on attractive tendencies of the bark extreacttoSemanotusbifasciatusbifasciatusMotch [J].Journal of Beijing Forestry University,1989,11(3):71-78.(in Chinese)
[34]Kobayashi F,Yamane A,Ikeda T.The Japanese pine sawyer beetles as the vector of pine wilt disease [J].Annual Review of Entomology,1984,29:115-135.
[35]王保新,楊樺,楊偉,等.云斑天牛對(duì)10種植物揮發(fā)物的EAG 和行為反應(yīng) [J].應(yīng)用昆蟲學(xué)報(bào),2014,51(2):481-489.
Wang B X,Yang H,Yang W,et al.EAG and behavioral responses ofBatoceralineolataChevrolat (Coleoptera:Cerambycidae) to ten plant volatiles [J].Chinese Journal of Applied Entomology,2014,51(2):481-489.(in Chinese)
[36]Phillips T W,Wilkening A J,Atkinson T H,et al.Synergism of turpentine and ethanol as attractants for certain pine-infesting beetles (Coleoptera) [J].Environmental Entomology,1988,17(3):456-462.
[37]張洪波,趙云翔,蔣青年.咖啡滅字脊虎天牛捕捉器試驗(yàn)及其生物防治意義 [J].云南熱作科技,1999,22(1):12-13.
Zhang H B,Zhao Y X,Jiang Q N.The trap experiment and biological control significance ofXylotrechusquadripesChevr [J].Journal of Yunnan Tropical Crops Science &Technology,1999,22(1):12-13.(in Chinese)
Volatile components in bark and leaf of host plantJuglansregiaL.ofBatoceralineolataChevrolat
ZHUO Zhi-hang1a,YANG Wei1a,XU Dan-ping1b,YANG Chun-ping1a,YANG Hua1a, LIU Chen-shan2
(1 aProvincialKeyLaboratoryofForestProtection,CollegeofForestry,bSichuanProvincialKeyLaboratoryofAgriculturalProductsProcessingandPreservative,CollegeofFoodScience,SichuanAgriculturalUniversity,Ya’an,Sichuan625014,China;2CollegeofAgriculture,ChengduVocationalCollegeofAgriculturalScienceandTechnology,Wenjiang,Sichuan611130,China)
Abstract:【Objective】 The volatile components in bark and leaf of host plant Juglans regia L.of Batocera lineolata Chevrolat were determined to explore the selection mechanism of Batocera lineolata Chevrolat on host plants and provide references for screening effective attractants of plant origin and ecological control of Batocera lineolata Chevrolat.【Method】 Headspace solid phase micro-extraction (HS-SPME) combined with gas chromatograph-mass spectrometry (GC-MS) was selected to determine volatile components in bark and leaf of Juglans regia L.【Result】 Bark and leaf of Juglans regia L.contained a total of 65 volatile components from 9 groups.The bark contained 36 volatile components from 9 groups including 15 terpenes,4 hydrocarbons,4 aromatic compounds,1 alcohol,3 aldehydes,1 ketone,2 esters,3 quinones and 3 heterocyclic compounds.The leaf contained 42 volatile components from 8 groups including 22 terpenes,2 hydrocarbons,4 aromatic compounds,4 alcohols,2 aldehydes,1 ketone,5 esters and 2 quinones.The bark and leaf shared 13 volatile components from 4 groups including 9 terpenes,1 aldehyde,1 ester and 2 quinones.The relative contents of terpene were the highest in both bark (43.371%) and leaf (78.948%).Hydrocarbons had the lowest content of 1.043% in bark,while both ketones (0.009%) and hydrocarbons (0.268%) were low in leaf.【Conclusion】 The volatile components in bark and leaf of host plant Juglans regia L.of Batocera lineolata Chevrolat included terpenes,hydrocarbons,aromatic compounds,alcohols,aldehydes,ketones,esters,quinones and heterocyclic compounds,among which terpenes had highest content while the contents of ketones and hydrocarbons were lower.
Key words:Juglans regia L. bark;Juglans regia L. leaf;HS-SPME;GC-MS;volatile components
DOI:網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:2016-04-0709:0010.13207/j.cnki.jnwafu.2016.05.028
[收稿日期]2014-09-19
[基金項(xiàng)目]國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31270694);四川農(nóng)業(yè)大學(xué)“211”工程雙支計(jì)劃資助項(xiàng)目(00370101)
[作者簡介]卓志航(1989-),男,四川資陽人,博士,主要從事昆蟲生理生化與分子生物學(xué)研究。 E-mail:zhuozhihang@foxmail.comE-mail:546756758@qq.com
[通信作者]楊偉(1964-),男,四川雅安人,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事森林昆蟲學(xué)及資源昆蟲學(xué)研究。
[中圖分類號(hào)]S763.3
[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A
[文章編號(hào)]1671-9387(2016)05-0205-10
網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20160407.0900.056.html