Variations in the Volatile Organic Compound Emission Potential of Plant Functional Groups in the Temperate Grassland Vegetation of Inner Mongolia, China

The biogenic volatile organic compounds (VOC) emitted by the vegetation of a terrestrial ecosystem play a key role in both regional air quality and tropospheric chemistry. To describe the general emission properties of VOC of different plant functional groups (PFG) in a typical temperate grassland in Inner Mongolia, China, we randomly selected 175 plant species and measured the quantities of isoprene and monoterpene in situ. Results showed that most plants had low VOC emission potential at the species level,especially for some dominant plants, such as Leymus chinensis Tzvel., Stipa grandis Smirn., and Agropyron cristatum Gaertn. At the PFG level, the lowest VOC emission potential was found for perennial rhizome grasses, a major PFG in a typical temperate grassland ecosystem. The effects of overgrazing and subsequent vegetation succession on the emission of VOC by different plant life form functional groups (PLFG)were also discussed.     

Volatile Organic Compounds and Their Roles in Bacteriostasis in Five Conifer Species

In order to make clear the functions of plant volatile organic compounds (VOCs) on bacteriostasis and air decontamination, we analyzed the composition and content of VOCs in Pinus tabulaeformis Carr., P. bungeana Zucc., Sabina chinensis Antoine, Picea koraiensis Nakai, and Cedrus deodara G. Don under near-natural conditions using the thermal-desorption cold trap gas chromatography/mass spectrometer technique. The effects of the VOCs on airborne microorganisms were investigated using the method of natural sedimentation. Results showed that the major VOCs were as follows: limonene, β-pinene, α-pinene,and α-caryophyllene in Pinus tabulaeformis and P. bungeana; limonene, borneol acetate, β-pinene, myrcene, and tricylene in S. chinensis; limonene, α-pinene, myrcene, camphene, and β-pinene in Picea koraiensis; and limonene, 2, (10)-pinene, α-pinene, and myrcene in C. deodara. These VOCs and the corresponding foliar extracts inhibited the growth of bacteria and stimulated the growth of fungi. Experimental data using monomers of the VOCs demonstrated that limonene, β-pinene, and three aldehydes could significantly inhibit bacterial growth, suggesting an inhibitory effect of VOCs on the growth of airborne microorganisms in the five conifer species. The bacteriostasis and air-decontaminating effects of plant VOCs are further discussed in terms of their chemical composition.     

联用SPME与GC-MS技术分析新鲜、萎蔫、干枯枫杨挥发性成分

运用SPME与GC/MS联用技术从新鲜枫杨叶挥发性物质中共检测出化合物52种,主要成分是橙花叔醇(15.54%)、吉马烯A(14.22%)、反式子丁香烯(10.19%)、7,8,9,10-四氢化-S-三氮唑(3,4-A)-呔嗪(8.59%)、十六酸(6.22%);萎蔫枫杨叶挥发性物质中共检测出化合物32种,主要成分是α-红没药烯(17.69%)、橙花叔醇(16.64%)、反式子丁香烯(14.26%)、α-桉叶烯(9.14%);干枯枫杨叶挥发性物质中共检测出化合物31种,主要成分是反式子丁香烯(23.30%)、α-红没药烯(17.75%)、α-桉叶烯(12.69%)、橙花叔醇(8.35%)、杜松烯(7.O%).随着枫杨萎蔫程度的变化,三者含有的化合物组分以及其相对含量都发生变化.本研究是首次报道枫杨的挥发性化学成分分析.     

毛竹受害后化学物质含量的变化及其对刚竹毒蛾种群参数的影响

研究了毛竹受刚竹毒蛾危害后,竹叶主要次生物质和营养物质的变化及其对刚竹毒蛾种群参数的影响。结果表明:毛竹受刚竹毒蛾危害后,竹叶中单宁和黄酮的含量显著增加,而总糖、可溶性糖和蛋白质的含量显著下降;刚竹毒蛾幼虫取食被害竹叶后,表现出发育历期延长、体重减轻、生殖力下降等现象。     

气质联用结合多变量分析研究蜂蜜的挥发性成分

为探究不同蜜源蜂蜜中的挥发性标记物并籍以对这些蜂蜜进行有效区分,本研究优化了静态顶空气相色谱-质谱联用技术(SHS-GC-MS)检测蜂蜜中挥发性化合物的方法,采用此方法分析了油菜蜜、椴树蜜、荆条蜜和洋槐蜜等4种蜂蜜总计38份样品的挥发性成分,并结合主成分分析(PCA)和聚类分析(CA)等对蜂蜜进行区分。研究结果表明,采用SHS-GC-MS共检测到23种化合物。4种蜂蜜的挥发性成分在物质种类或含量上存在明显差异,其中3-苯丙酸乙酯可作为油菜蜜的典型挥发性代谢物质;1-异丙烯基-3-甲基苯和反式玫瑰醚可作为椴树蜜的典型挥发性代谢物质;在荆条蜜和洋槐蜜中均未发现典型挥发性代谢物质。PCA可以将4种蜂蜜进行很好地区分,PC1、PC2和PC3累计贡献率达到77.3%,表明模型有效;当临界值取10时,CA可以将同种蜂蜜聚为一类。SHS-GC-MS检测的蜂蜜挥发性成分结果结合多变量分析,可用于区分不同蜜源蜂蜜。研究结果为蜂蜜溯源和鉴别提供了理论依据。     

茯神挥发性成分及其生物活性研究

为研究茯神挥发性成分含量、构成及其生物活性,本实验采用二氧化碳超临界的方法提取茯神低极性成分,以提取率作为响应值,在单因素试验的基础上采用响应曲面法考察提取压力、温度、二氧化碳流速对提取效果的影响,优化提取工艺。运用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对其主要化学成分进行鉴定,并采用生长速率法测定了挥发油对5种真菌的生物活性。得到提取模型极值点,即提取压力27.26MPa、提取温度55.97℃、提取流速10.68L/min时,提取率达到最大,提取率预测值为1.66mg/g。通过NIST14质谱库检索,鉴定了其中17个主要化合物,运用峰面积归一法确定各个组分的含量,占挥发油总量的84.5%。抗菌实验表明茯神挥发油对采绒革盖菌菌株有低浓度促进高浓度抑制的活性。     

内生真菌司氏角担子菌B6对尖孢镰刀菌西瓜专化型菌株的拮抗作用

近年来,尽管西瓜产业不断发展壮大,但轮作土壤种植西瓜易产生枯萎病害导致世界范围内的西瓜严重减产。通过对峙培养实验和抑菌实验探讨了重阳木内生真菌司氏角担子菌(Ceratobasidum stevensii)B6菌株对西瓜枯萎病病原菌尖孢镰刀菌西瓜专化型(Fusarium oxysporum f. sp.Niveum,FON)的拮抗作用,并初步分析了其作用机制。平板拮抗试验的结果表明,内生真菌B6生长过程中不是通过产生抑菌带来抑制FON菌丝,而是利用自身的生长优势将FON完全覆盖。显微观察B6与FON菌丝的接触部位,发现FON菌丝外侧附着B6顶端菌丝形成的胞样结构,表明FON菌丝生长仅受到B6菌丝的抑制。抑菌试验结果显示,B6产生的挥发性物质可以抑制FON的生长和产孢,并使其菌丝分枝明显减少;B6的发酵液对FON的生长和产孢没有抑制作用。因此,推测B6主要通过释放某些挥发性物质产生拮抗作用而抑制FON的生长。     

微生物生物技术处理气态污染物的研究进展

近年来大气污染问题愈发突出,工业生产过程是大气污染的一重要源头。微生物法治理制造工业生产中产生的挥发性有机物、恶臭气体、硫化物、氮氧化物等气态污染物以效率高、投资少、绿色且环境友好等优势逐渐在国内兴起,广受关注。本文综述了微生物法的基本理论、技术分类及特点、应用范围,以及国内外较新的研究方向与进展。微生物法净化低浓度污染物效率往往很高,而处理难溶、高浓度、生物毒性、难降解的污染物时易受到局限。专家学者们对此进行了大量研究与实验,创新出的高效技术进行总结。本文认为减少传质阻力方法的应用、与其他处理技术联用、清晰微生物降解机理与途径等是提高微生物法效率的重要方向。但提及的大部分强化手段仍处于实验研究阶段,使其工业化仍需要进一步探索。     

铁皮石斛和重唇石斛及其杂交子代花的挥发性成分分析北大核心CSCD

为阐明铁皮石斛和重唇石斛及其杂交后代14L-3、14L-6、14L-7和14L-9花挥发性成分的变化,采用静态顶空气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对石斛花进行检测。结果表明,从石斛花中检测出81种挥发性成分,包括烯、酮、醛、烷几大类,铁皮石斛、重唇石斛、14L-3、14L-6、14L-7和14L-9分别有23、12、21、33、23和35种。铁皮石斛花的主成分是α-蒎烯,重唇石斛花是2-十五烷酮,4个子代花中均含有这2种来自亲本的特征成分,α-蒎烯是子代共同的主成分。亲本和子代石斛花共有成分是正己醛。子代14L-3、14L-6、14L-9均与母本铁皮石斛相似性高,相似性以14L-3>14L-6>14L-9,与父本差异性大。14L-7与亲本相似度最均衡。这为石斛育种研究提供了指导。     

睡莲属62个栽培种花朵挥发性成分GC-MS分析北大核心CSCD

为了解睡莲花朵的致香物质,利用气相色谱-质谱法对62个栽培种花朵的挥发性成分进行了研究。结果表明,共检测出72种挥发性成分,以烯烃类(26种)、烷烃类(11种)和醇类(9种)较多,其中花香成分有53种(73.60%)。40个热带睡莲花朵中共检测出56种挥发性成分,其中花香成分39种;22个耐寒睡莲品种花朵共检测出37种挥发性成分,其中花香成分27种。花香成分中主要致香物质有乙酸苄酯、顺式-罗勒烯、苯甲醇、金合欢烯、月桂烯、柠檬烯、苯甲醛、α-异松油稀、α-蒎烯、肉桂醇和β-丁香醇等。利用组内联接余弦的方法,分别根据挥发性成分和花香成分,62个睡莲栽培种(品种)可分成3和4组。这为睡莲香气物质的开发利用及与传粉动物的协同进化研究提供了基础资料。