虫食与熏蒸对马尾松挥发性化学物质的影响

通过接虫咬食伤害与茉莉酸甲酯和萜烯混合熏蒸处理,以正常盆栽马尾松为对照,用TCT-GC-MS分析各处理的正常枝、损伤枝、姊妹枝(正常或损伤对枝)、系统上枝(正常或损伤上枝)和系统下枝(正常或损伤下枝)中挥发物的成分及相对含量变化,以探讨马尾松对不同伤害的应急反应.结果显示,虫害和熏蒸处理后,水芹烯的相对含量在损伤枝、姊妹枝、系统上枝和系统下枝中均明显高于对照;β-蒎烯相对含量在损伤枝和姊妹枝中升高,而系统枝条中下降;α-蒎烯相对含量在所测4个部位中除熏蒸后系统下枝升高外其余全部降低;其他挥发性化学物质相对含量的变化没有明显的规律性.结果表明,茉莉酸甲酯和萜烯混合熏蒸能够代替虫害等外界伤害的刺激,使马尾松启动相似的信号防御系统,达到防御外界伤害的作用;茉莉酸甲酯和萜烯可作为马尾松响应伤害的报警信号分子.     

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。     

不同危害状态下寄主萜烯挥发物含量的变化及松墨天牛对其组分的触角电位反应

用气相色谱-质谱（GC-MS）联用法对5种生理状态（健康、人为物理损伤、饵木、取食和产卵）的马尾松Pinus massoniana和取食危害状态的雪松Cedrus deodara的萜烯进行分析。研究结果显示,5种生理状态下,α-蒎烯在萜烯组分中均占有最高比例。健康状态下马尾松树干和树枝中的萜烯组分不同且含量有显著差异。随着饵木的衰弱进程,α-蒎烯的相对含量显著减少,β-蒎烯的含量显著增加,我们推测,α-蒎烯与β-蒎烯的相对比例越小则寄主树势衰弱的程度越深,其两者比例的变化是马尾松寄主树势衰弱程度变化的一个重要信号。人为物理损伤的马尾松树干与树枝的α-蒎烯、β-蒎烯和β-水芹烯含量差异显著。不同产卵危害程度的马尾松树干萜烯类组分不同,同一产卵危害程度的马尾松树干上部和下部的多数萜烯组分相对含量差异显著,但变化无明显规律。取食危害状态下马尾松和雪松萜烯种类不同且含量差异显著。重度产卵危害马尾松树干与取食危害树枝萜烯中,α-蒎烯、β-蒎烯、柠檬烯和β-水芹烯相对含量差异显著。第13天的饵木与人为物理损伤的马尾松树干的萜烯中,饵木的β-蒎烯和柠檬烯相对百分含量均比人为物理损伤状态的高,而α-蒎烯则相反。α-蒎烯和β-蒎烯在取食危害树枝中的含量显著高于健康树枝,而β-月桂烯、β水芹烯和反式石竹烯在健康状态树枝中的含量显著高于取食危害树枝。除了α-蒎烯和β蒎烯,健康状态与产卵危害状态的马尾松树干萜烯相对含量大都差异显著。α-蒎烯,β-蒎烯和β-水芹烯在人为物理损伤与虫害状态的马尾松树干及树枝中含量差异较大。总之,α-蒎烯、β-蒎烯和β-水芹烯很可能是影响和调节松墨天牛取食和产卵行为最为重要的信号物质。松墨天牛Monochamus alternatus Hope对寄主萜烯的触角电位（EAG）表明,该天牛对β-蒎烯的EAG活性高于其他萜烯,乙醇也能引起较高的EAG反应活性,但总体上对单一萜烯的EAG反应活性不强,且存在雌雄差异。     

马尾松毛虫对马尾松和湿地松的选择与适应研究

用马尾松老叶、新叶,湿地松老叶、新叶,当年生马尾松新叶、湿地松新叶和当年生以20％和40％β-蒎烯处理过的马尾松新叶作食料饲养马尾松毛虫。结果表明：马尾松毛虫幼虫在第1代发生期取食马尾松老叶、马尾松新叶、湿地松老叶和湿地松新叶等4种不同质量的食料后,因其食料中10种必需氨基酸含量和挥发性物质β-蒎烯含量的不同,导致幼虫的存活率差异显著。其中,取食马尾松老叶的幼虫成活率最高（44％）,依次为马尾松新叶（32.7％）、湿地松老叶（4％）,而取食湿地松新叶的幼虫全部死亡。通过马尾松针叶增加外援β-蒎烯喂养马尾松毛虫实验,表明增加了外源β-蒎烯的松针饲养的马尾松毛虫幼虫与用同样松针未增加外源β-蒎烯饲养的幼虫相比,死亡率明显提高;松树中β-蒎烯含量的增加与幼虫成活率呈显著负相关。由此,我们阐明了马尾松与湿地松对马尾松毛虫的抗虫机制。     

马尾松受害诱导的化学物质滞后变化

通过接种马尾松毛虫Dendrolimus punctatus和人工剪叶,分析比较了不同受害方式对马尾松针叶内化学物质的影响。结果表明,害虫取食松针诱导的次生代谢物质(单宁、酚类物质)比人工剪叶处理略有增加,而营养物质-可溶性糖变化不大。对马尾松进行害虫取食为害、人工剪叶受害、未受害三种处理后,连续3年跟踪测定了松针叶内化学物质含量的变化。结果发现,无论是害虫取食为害,还是人工剪叶受害,针叶内次生代谢物质含量都减少,可溶性糖含量降低,直至一年后才恢复到原有的水平;蛋白质变化的趋势则始终是受害处理的含量比未受害处理的含量高,表明马尾松受害后诱导的化学物质变化具有滞后特性。     

云南切梢小蠹对云南松树干和枝梢挥发性物质趋向反应的差异分析

利用GC-MS联用仪和计算机信息检索法,通过对云南松Pinus yunnanensis树干韧皮部和枝梢的挥发性物质成分的分析发现,二部位所含挥发性物质在组成成分和含量上存在明显差异.云南松树干挥发物以α-蒎烯为主,含量达81.01%,枝梢为挥发物以α-蒎烯和β-水芹烯为主,含量分别达29.20%和30.52%.与云南松...     

油松萜烯成分变化与红脂大小蠹的反应特性

采用顶空采样方法,比较健康油松、人工损伤油松以及抗性油松在单萜烯成分组成上的差异。GC-MS分析表明,在自然状况下,油松树干释放的萜烯类成分很少,以α-蒎烯占绝对优势(>97%);人工损伤后,油松萜烯类成分明显增多,除α-蒎烯为主要成分外,还包括β-蒎烯、月桂烯、柠檬烯、萜品油烯、β-水芹烯、长叶烯等;而抗性油松萜烯类成分更为复杂。对3类油松主要单萜类成分的相对含量方差分析表明,α-蒎烯的相对含量呈显著降低;3-蒈烯在损伤寄主中相对含量最高,在抗性寄主中相对含量与自然状态下没有差异。柠檬烯、莰烯、萜品油烯在抗性寄主中相对比率显著增加。而β-蒎烯、月桂烯、β-水芹烯相对含量在3个处理中变化不大。在此基础上,比较红脂大小蠹Dendroctonus valens LeConte对油松主要单萜类成分的触角电位及嗅觉行为反应。结果表明,室内触角电位、嗅觉试验与先前林间试验结果相一致,即红脂大小蠹对(+)-3-蒈烯表现出最强的电生理和行为反应。对R-(+)-α-蒎烯和S-(-)-α-蒎烯研究发现,红脂大小蠹对α-蒎烯2个对映体的触角电位、嗅觉行为无显著不同。结合油松单萜类含量变化特点与红脂大小蠹行为反应,认为3-蒈烯相对含量上升可能作为易感寄主特点;而柠檬烯、莰烯、萜品油烯相对比率增加则代表了抗性或者非适合寄主的特征。     

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。     

华山松球果挥发性萜类成分研究

选择7月份的华山松球果。用GC-MS分析了健康果和受害果萜类挥发物成分。结果表明,华山松球果挥发成分25种,其中单萜17种。倍半萜8种,7种主要成分均为单萜组分,它们是a-蒎烯、β-非兰烯／4-侧柏烯、β-蒎烯、β-香叶烯、D-柠檬烯和异松油烯。球果受害后,单萜、倍半萜种类没有变化,除β-蒎烯含量减少外,单萜总量和各组分的含量明显增加。其中β-非兰烯／4-侧柏烯含量增加最多;而倍半萜各组分相对含量变化很小。同时,比较了水蒸气蒸馏和二氯甲烷浸提的分析结果。认为水蒸气蒸馏法不适合华山松球果挥发成分的研究。     

虫害马尾松(Pinus massoniana Lamb)邻枝针叶挥发物及其内源茉莉酸甲酯的快速变化

对盆栽马尾松针叶进行接虫咬食危害处理后,通过TCT-GC/MS分析了同一株受害枝相邻的健康枝针叶挥发物的成分及相对含量的时序变化。结果表明：萜烯类化合物是邻枝针叶挥发物的主要成分,其次是含氧化合物、含氮化合物等。与对照相比,多数挥发物的相对含量1h略高于对照,2h维持较高水平。同时,用GC/MS分析了邻枝针叶不同时间序列中茉莉酸甲酯的含量,结果表明：虫害马尾松邻枝针叶1h茉莉酸甲酯含量就有所升高,2h显著高于对照,是对照的近1倍。证明马尾松受到虫害后,启动了体内的防御系统,并诱导邻枝产生抗性。     

油松针叶萜烯组分相对含量的季节变化

利用气相色谱和气－质联用分析技术,对陕西省宁陕县旬阳坝林场８株成年油松的针叶挥发性萜烯化合物相对百分含量的季节变化行了测定。结果表明,１８种主要化合物的相对含量中有１１种存在着显著或极显著的季节性差异,这种差异主要发生在夏季和冬季之间。     

岷江上游本地种油松和外来种辐射松造林对土壤磷的影响

通过测定岷江上游16年生本地种油松和外来种辐射松人工林下不同土壤层次中各形态磷素含量以及磷酸酶活力,阐述两种林分对土壤磷素含量及其分布的影响.结果表明,在各个土层中,两种林分下的土壤含水量、pH值、有机碳的含量以及微生物生物量磷均无显著差异.在0～20cm土层中,油松林与辐射松林土壤全磷、Al-P、Fe-P、Ca-P含量以及磷酸酶活力均无显著差异,而油松林土壤有效磷和有机磷显著高于辐射松林;在20～40cm土壤中,油松林土壤全磷、有效磷、有机磷、Al-P、Fe-P含量与辐射松林差异不显著,油松林土壤Ca-P含量、酸性磷酸酶和中性磷酸酶活力显著高于辐射松林;在40～60cm土壤中,油松林土壤除中性磷酸酶活力与辐射松林的差异不显著外,其余各形态磷素含量和酸性磷酸酶活力变化与20～40cm土壤中的一致.此外,随土壤深度的增加,两种人工林土壤各形态磷素含量、磷酸酶活力都呈降低的趋势.单从土壤磷的状况看,油松林土壤中磷素含量高于辐射松林.     

Comparison of volatile organic compounds from uninfested and Monochamus alternatus Hope infested Pinus massoniana Lamb.

Monochamus alternatus is a destructive stem‐boring herbivore of Pinus massoniana, and the principal vector of pine wood nematode. To investigate the impacts of boring by M. alternatus larvae on the emission of volatile organic compounds (VOCs) from their host trees, the VOCs from uninfested and M. alternatus larvae infested P. massoniana trees were observed using a gas chromatograph–mass spectrometer. We detected 12, 9, 18 and 14 volatile organic compounds from infested xylem, infested phloem, uninfested xylem and uninfested phloem, respectively. In P. massoniana xylem, the boring of M. alternatus larvae induced cyclosativene, and inhibited 4‐carene, humulene, styrene, α‐phellandrene, β‐myrcene, β‐phellandrene and γ‐terpinene. The relative amounts of camphene, copacamphene, longicyclene, longifolene, tricyclene and α‐longipinene were significantly increased, and the relative amounts of α‐pinene and β‐pinene were significantly decreased by the boring behaviors of M. alternatus larvae. In P. massoniana phloem, the boring of M. alternatus larvae induced 2‐bornanone, copacamphene, longicyclene and α‐longipinene, and inhibited 2‐carene, 4‐carene, styrene, α‐phellandrene, β‐myrcene, β‐phellandrene, β‐pinene, γ‐terpinene and ο‐cymene. The relative amounts of camphene, caryophyllene and longifolene were significantly increased by the boring behaviors of M. alternatus larvae. The results indicate that the boring behaviors of M. alternatus larvae changed both the sorts and contents of the VOCs from P. massoniana trees.     

松突圆蚧为害对马尾松针叶主要次生物质的影响

对受松突圆蚧不同程度为害的马尾松针叶主要次生物质的测定表明,不同受害程度的马尾松与其针叶内的次生物质含量呈显著的相关性。黄酮、单宁和总酚含量随着为害程度的加重而发生变化,先增加,后降低,这说明了受害程度的强弱对马尾松诱导化学物质变化有影响,次生代谢物质的合成需要消耗能量和物质,影响主要代谢。这是被害松树针叶枯黄、枝干枯死直至植株枯死的原因之一。     

松毛虫狭颊寄蝇对被害马尾松针叶挥发物的触角电位反应

松毛虫狭颊寄蝇Carcelia matsukarehaeShima是我国松毛虫Dendrolimus punctatus(Walke)的重要天敌。通过对被害马尾松(Pinus massonianaLamb.)针叶挥发性物质的提取、鉴定以及对松毛虫狭颊寄蝇的电生理测定,结果表明,大多数的挥发性物质,包括绿叶性挥发物以及松针特有的单萜、氧化单萜和倍半萜,对雌蝇均有明显的电生理活性,其中以顺-3-己烯-1-醇最高,长叶烯最低。雌蝇对4大类挥发性物质的平均相对触角电位反应值,以绿叶性挥发物为最高,其余依次为单萜、氧化单萜和倍半萜。     

Hylobius abietis L. feeding on the novel host Pinus brutia Ten. increases emission of volatile organic compounds

Plants respond to feeding by herbivorous insects by producing volatile organic chemicals, which mediate interactions between herbivores and plants. Yet, few studies investigated whether such plant responses to herbivory differ between historical host and novel plants. Here, we investigated whether herbivory by the pine weevil Hylobius abietis causes a release of volatile organic chemicals from a novel tree Pinus brutia and compared the relative amounts of volatiles released from herbivore's historical hosts and P. brutia. We collected volatiles emitted from P. brutia seedlings that were either subjected to feeding by H. abietis or no feeding. Our results indicated that feeding increased emission of volatile compounds, composed of monoterpenes and sesquiterpenes, and that the emission was several fold higher in the damaged seedlings than in undamaged seedlings. In particular, emission of monoterpenes and sesquiterpenes increased by 4.4‐and 10‐fold in the damaged plants, respectively. Strikingly, individual monoterpenes and sesquiterpenes showed much greater dissimilarity between damaged and undamaged seedlings. Furthermore, several minor monoterpenes showed negative relationships with the weevil gnawed area. We discussed these results with the results of previous studies focused on historical host plants of H. abietis and hypothesized the ecological relevance and importance of our results pertaining relevance to the plant–herbivory interactions.     

Chemical composition and antimicrobial activity of the essential oil of endemic Dalmatian black pine (Pinus nigra ssp. dalmatica)

The chemical composition and the antimicrobial activity of the essential oil isolated from the needles of endemic Dalmatian black pine (Pinus nigra ssp. dalmatica) from Croatia were investigated. The chemical composition of the essential oil was determined by GC and GC/MS analyses, and the main compounds identified were α-pinene, β-pinene, germacrene D, and β-caryophyllene. Disc-diffusion and broth-microdilution assays were used for the in vitro antimicrobial screening. The Dalmatian black pine essential oil exhibited a great potential of antibacterial activity against Gram-positive bacteria (MIC=0.03-0.50% (v/v)) and a less pronounced activity against Gram-negative bacteria (MIC=0.12-3.2% (v/v)). The volatile compounds also inhibited the growth of all fungi tested, including yeast.     

Root tip structure and volatile organic compound responses to drought stress in Masson pine (<Emphasis Type="Italic">Pinus massoniana</Emphasis> Lamb.)

The Masson pine (Pinus massoniana Lamb.) has a relatively strong tolerance to stressors such as acid rain, drought, and phosphorus deficiency. Previous studies have mainly focused on morphological, physiological, and metabolic responses in the needles of the Masson pine. However, there has been little study of the effects of drought stress on root tip structure or the composition of volatile organic compounds (VOCs) in the root tip. Therefore, this work aimed to evaluate the VOCs and anatomical growth responses of Masson pine root tips to drought stress. The results showed that (1) drought stress inhibited increases in root biomass, root growth, and lateral root number, and damaged and significantly deformed the root apical structure; (2) the relative contents of monoterpenes decreased with the intensity of drought stress, but the relative content of sesquiterpenes increased. (3) The ratio of sesquiterpenes to monoterpenes in the root tip was approximately 1:2 in the absence of stress, and became 3:1 under severe drought stress. The results indicate changes of secondary metabolism in the root tip of the Masson pine in response to drought stress.     

兰州油松松皮挥发性成分分析

采用水蒸气蒸馏法对兰州产油松松皮的挥发性成分进行提取,采用GC／MS方法分离、鉴定了其中42个化学成分。