星天牛对青皮垂柳挥发物的电生理及行为反应

【目的】考察星天牛Anoplophora chinensis对不同生理状态青皮垂柳Salix ohsidare挥发物的选择偏好性,深入探究星天牛对虫害青皮垂柳与健康青皮垂柳行为选择差异的原因。【方法】利用动态顶空吸附法,分别收集虫害和健康两种生理状态下的青皮垂柳枝条挥发物,通过气相色谱 质谱联用仪(GC-MS)对收集的挥发物样品进行鉴定与分析,采用触角电位仪(EAG)和Y型嗅觉仪分别分析星天牛对挥发物样品中鉴定的主要化合物的标准化合物的电生理以及行为反应,通过大笼行为实验和林间诱捕试验分析单一挥发性化合物及其双组分和三组分配方对星天牛成虫的诱捕效果。【结果】健康青皮垂柳枝条挥发物中共鉴定出3种主要化合物,包括α-蒎烯、3-蒈烯和樟脑,而虫害青皮垂柳枝条挥发物中鉴定出5种主要化合物包括α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、β-罗勒烯和樟脑。另外虫害青皮垂柳枝条挥发物中的樟脑含量显著高于健康青皮垂柳枝条中的,3-蒈烯在两种挥发物中含量差异不显著,而健康青皮垂柳枝条挥发物中的α-蒎烯含量显著高于虫害青皮垂柳枝条中的。EAG实验表明,星天牛成虫对α-蒎烯、3-蒈烯和β-罗勒烯3种化合物的EAG反应相对值较高,并且随这3个化合物浓度的升高而逐渐增大;星天牛成虫对β-蒎烯和樟脑的EAG反应相对值差异不大,且这2个化合物浓度变化对EAG反应相对值无明显影响。Y型嗅觉仪实验表明,在1 mg/mL浓度下,α-蒎烯、3-蒈烯和β-罗勒烯吸引星天牛雄成虫数量均显著高于对照组（石蜡油）,β-罗勒烯吸引的星天牛雌成虫数量显著高于对照组;在10 mg/mL浓度下,3-蒈烯吸引的星天牛雄成虫数量显著高于对照组。大笼行为实验表明,三组分虫害配方D(α-蒎烯∶3-蒈烯∶β-罗勒烯=42∶30∶103)、α-蒎烯和β-罗勒烯吸引的星天牛成虫数量最多,显著高于双组分健康配方H(α-蒎烯∶3-蒈烯=105∶38)和3-蒈烯吸引的成虫数量。林间诱捕试验表明,α-蒎烯和虫害配方D对星天牛成虫的诱捕效果最好,诱捕的成虫数显著高于β-罗勒烯和健康配方H诱捕的成虫数,而3-蒈烯和空白对照组没有诱捕到星天牛成虫。【结论】虫害和健康青皮垂柳枝条挥发物中共有的α-蒎烯和虫害青皮垂柳枝条挥发物中特有的β-罗勒烯是对星天牛成虫具有引诱作用的两种重要寄主植物挥发性化合物,而3-蒈烯抑制了α-蒎烯对星天牛成虫的引诱作用。我们推测,虫害青皮垂柳挥发物中特有的β 罗勒烯是造成虫害青皮垂柳比健康青皮垂柳更容易受到星天牛危害的原因之一。     

马尾松（Pinus massoniana）、湿地松(Pinus elliottii) 挥发性化学物质的昼夜节律释放

用TCT-GC/MS分析了马尾松、湿地松挥发性有机化合物的昼夜节律变化。结果表明：马尾松昼夜节律中检测到的挥发物主要是萜烯类化合物,其中单萜种类最多,且α-蒎烯和β-蒎烯含量约占整个挥发物的80％,其次是含氧化合物等。这些挥发物的释放高峰多数在10:30,少数在1:30;整个变化中有两个低峰期,即13:30和22:30。湿地松中检测到的挥发物组分与马尾松相似,多数释放高峰在12:00~15:00之间;另一些在6:00;α-蒎烯的释放高峰在3:00,而此时其它挥发性化合物的释放量最低。挥发物的释放也受到外界环境的影响,一定范围内随着温度的升高、湿度的减小,其释放量增加。     

马尾松(Pinus massoniana)、湿地松(Pinus elliottii)挥发性化学物质的昼夜节律释放

用TCT-GC／MS分析了马尾松、湿地松挥发性有机化合物的昼夜节律变化。结果表明：马尾松昼夜节律中检测到的挥发物主要是萜烯类化合物,其中单萜种类最多,且α-蒎烯和β-蒎烯含量约占整个挥发物的80％,其次是含氧化合物等。这些挥发物的释放高峰多数在10：30,少数在1：30;整个变化中有两个低峰期,即13：30和22：30。湿地松中检测到的挥发物组分与马尾松相似,多数释放高峰在12：00-15：00之间;另一些在6：00;α-蒎烯的释放高峰在3：00,而此时其它挥发性化合物的释放量最低。挥发物的释放也受到外界环境的影响,一定范围内随着温度的升高、湿度的减小,其释放量增加。     

珠兰花挥发成分的分离与鉴定

用改进的循环吹气吸附法捕集珠兰鲜花的顶空挥发物,溶剂冼脱后用 GC/Ms 分析,在两种毛细管色谱拄上(OV-101,PEG-20M)利用质谱和程序升温保留指数鉴定化合物。共鉴定了32种成分,包括11种单萜烯,11种倍半萜烯,7种含氧化合物。主要成分有顺-茉莉酮酸甲酯、顺-β-罗勒烯和β-蒎烯。     

扶桑绵粉蚧取食为害对棉花萜类化合物释放的影响

在室内条件下采用机械损伤叶片(MW)、外源水杨酸诱导(Me SA)、扶桑绵粉蚧短期(S-MF)及长期为害(L-MF)4种方式处理棉花,对棉花植株释放的萜类化合物进行了定性与定量研究。结果表明,共有5种萜类化合物被定性检出,分别为α蒎烯、β蒎烯、长叶烯、A-柏木烯与雪松烯;扶桑绵粉蚧的取食为害显著提高了棉花α蒎烯、β蒎烯及A-柏木烯的释放量,并且新增加雪松烯与长叶烯的释放;而叶片机械损伤与外源水杨酸诱导处理在一定程度上也提高了α蒎烯、β蒎烯及A-柏木烯的释放量。本研究结果为合理利用虫害诱导植物挥发物进行扶桑绵粉蚧的生物防治提供科学依据。     

落叶松（Larix gemelinii）苗挥发物两种收集方法的对比分析

采用预浓缩和固相微萃取(SPME)2种方法对2年生兴安落叶松苗挥发物成分进行采集并做GC-MS分析.结果表明,落叶松苗挥发物主要成分为萜烯类化合物,其中α-蒎烯、4(10)-侧柏烯、莰烯、β-蒎烯、D-柠檬烯和β-水芹烯所占比例较高;整株、针叶和树皮挥发物的组成和含量存在差异,针叶中饱和烷烃含量较高,树皮中倍半萜烯、醇、酮和酯类挥发物含量较高,并且这2种组织经SPME采集检测的挥发物中石竹烯和α-蛇麻烯含量增加幅度较大,它们可能在昆虫近距离寄主定位中起作用.对2种气体收集方法的分析比较,认为预浓缩结果接近落叶松挥发物组分和含量的自然特征,SPME受萃取头纤维特性的影响,对倍半萜稀类化合物吸附作用强,对烷烃吸附差,并且不同化合物的同时存在可能影响其吸附效率,导致检测量准确度下降,因此预浓缩法更适合植物挥发物定性和定量分析.     

田间条件下不同诱导棉花挥发性物质的鉴定

采用人工机械损伤(处理A)、棉铃虫为害(处理B)、棉铃虫为害+棉铃虫体(处理C)和水杨酸诱导(处理D)4种处理方式,对田间现蕾期棉花植株挥发性化合物进行了定性和定量研究.结果表明：有30多种棉株挥发性化合物被定性检出,对其中10种主要挥发性物质进行定量分析,田间棉株挥发的绿叶气味化合物有3-己酮、2-己酮和3-己醇等;单萜类化合物有α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯、3,7-二甲基,1,3,6-辛三烯等;脂肪族化合物有丙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸丁酯和3-甲基丁酸乙酯;芳香族化合物有苯乙酮、苯甲醛等.处理C和处理B的棉花挥发信息化合物种类和释放量均明显多于对照,这两个处理检测到3,7-二甲基,1,3,6-辛三烯;而处理A和处理D未检测到该化合物.与对照相比,处理A挥发物在种类和含量上差异不显著.在田间,处理B、处理C和处理D均能诱导促进棉株挥发物的释放.     

油松毛虫雌蛾对油松松针两种手性化合物的触角电位反应

采用触角电位技术测定了油松毛虫雌蛾触角对油松挥发物的两对手性单萜的剂量反应,并在饱和剂量下测定了α-蒎烯、β-蒎烯手性化合物及其消旋体的触角电位值。剂量反应测试表明,油松毛虫雌蛾对(-)-α-蒎烯的饱和剂量为1 600 μL,对(+)-α-蒎烯、(+)-β-蒎烯、(-)-β-蒎烯的饱和剂量为800 μL。α-蒎烯右旋异构体的反应值高于(-)-α-蒎烯的反应值,说明(+)-α-蒎烯能够更有效的与感受器中的分子受体结合;β-蒎烯则相反,(-)-β-蒎烯的EAG反应值高于(+)-β-蒎烯,说明β-蒎烯的右旋异构体不能有效的与多数感受器中的分子受体结合。在饱和剂量下的测定结果表明油松毛虫雌蛾对α-蒎烯和β-蒎烯消旋体的反应均与对其手性异构体反应相当,说明油松毛虫雌蛾用同一个感受细胞来接受α-蒎烯的两个对映异构体,同样β-蒎烯的两个对映异构体也是被同一个受体细胞来接受。结果提示,手性化合物的比例可能在油松毛虫寄主识别中有重要作用。     

7种松树挥发物分析及其主要萜烯类物质对红脂大小蠹行为选择的影响

入侵种红脂大小蠹在我国逐渐向北扩散至内蒙古和辽宁等地.同时在林间发现,相对于油松Pinus tabuliformis,其更偏好危害樟子松Pinus sylvestris var.mongolica.本文主要分析我国7种松树挥发性物质以及新发生地红脂大小蠹对其中主要物质的行为选择.本研究采用动态顶空采样法和气相色谱——质谱联用技术(GC-MS),对7种松树树干木段挥发性有机化合物(VOCs)进行采集和分析,包括油松、樟子松、华山松Pinus armandii、白皮松Pinus bungeana、马尾松 Pinus massoniana、红松 Pinus koraiensis和落叶松 Larix gmelinii.在此基础上参考以往研究中与红脂大小蠹行为相关的化合物,选择树种挥发物中7种主要烯烃类化合物:(1R)-(+)-α-蒎烯、(+)-3-蒈烯、(-)-β-蒎烯、月桂烯、(S)-(-)-柠檬烯,萜品油烯和莰烯,通过自制十通道行为仪器进行嗅觉反应试验,分析红脂大小蠹在不同浓度的化合物刺激下的行为选择反应.GC-MS结果表明,7种松树树干释放化合物中共包含烯烃类、醇类、酮类、醛类、酯类、酸类、烷烃和芳香烃8类化合物在内的54种化合物,其中烯烃类化合物相对含量最高.主成分分析及聚类分析结果表明,红脂大小蠹以往偏好寄主油松与新偏好寄主樟子松的挥发物相似度最高,(+)-3-蒈烯为其特有的挥发性物质,莰烯含量高于其他树种;4种受害寄主树种(油松、樟子松、白皮松和华山松)挥发性物质相似,均含有高比例的α-蒎烯,同时有β-蒎烯、柠檬烯、萜品油烯.选择上述6种化合物及月桂烯(华山松、白皮松中共有的萜烯类化合物)进行行为选择反应.结果显示,受害寄主树种中含有β-蒎烯以及油松、樟子松中的特征性挥发物质(+)-3-蒈烯对雌虫具有明显的吸引作用,低浓度(-)-柠檬烯(10-4mg/mL)对雄虫具有吸引作用;低浓度(10-4mg/mL)月桂烯对雌虫以及中浓度(10-2mg/mL)莰烯对雌雄成虫具有刺激性.综上所述,本研究证明了红脂大小蠹的寄主选择行为趋性与寄主树干挥发物的组成和含量有关.本试验结果将有助于理解植物挥发物对红脂大小蠹偏好寄主选择的影响,并进一步开发红脂大小蠹的引诱剂和趋避剂以应用于其防治.     

枫香叶采后挥发物表征及影响因子研究

以枫香(Liquidambar formosana)叶为材料,采用气相色谱/质谱(GC/MS)联用技术对不同发育程度、干燥时间、储存方式及萃取温度下枫香叶挥发性成分进行分析,以揭示枫香叶释放挥发性有机化合物数量及不同采后处理下挥发物的消长规律。结果表明：(1)枫香叶释放的萜烯类化合物以α-蒎烯、β-蒎烯、β-水芹烯、柠檬烯为主;(2)嫩叶挥发性成分种类较成熟叶高,莰烯、β-萜品烯、罗勒烯仅存在于嫩叶,3-蒈烯、γ-松油烯仅存在于成熟叶;(3)干燥时间对枫香叶挥发性化合物影响较大,挥发物种类随干燥时间延长呈逐渐下降趋势,但主要的萜烯类化合物在不同干燥时间内均能被检测到,表现相对稳定;(4) –5 ℃及17 ℃储存可保留更多挥发性化合物,室温保存则失去较多化合物,但主要的萜烯类化合物在不同储存方式下均可被检测到;(5) 90 ℃高温萃取可获得更多的挥发性化合物,但70 ℃萃取得到的萜烯类化合物相对含量较高,室温萃取所得化合物种类虽最少,但更能反映园林应用中枫香叶芳香物质挥发的实际情况。研究结果可为枫香叶的采后处理及高值化资源利用提供参考。