复叶槭挥发性物质的日释放节律及对光肩星天牛引起的行为反应

采用动态顶空采集吸附,热脱附及GC-MS分析的方法。对活性复叶槭（Acer negundoL.)释放的挥发性物质的组成及日释放节律进行了研究。鉴定出复叶槭挥发性物质中的32种化合物成份。包括醛类,醇类,酮类,酯类,脂肪酸类,萜烯类等。日释放节律研究表明,在7月份主要挥发性物质释放高峰集中于14时左右。而8月份则提前到10时左右。虽然在7月份和8月份采样时保持条件一致。但所释放的挥发性物质在种类及相对含量上有明显的不同,这很可能与复叶槭不同时期的生长状况及叶片的衰老有关。在田间采用诱捕器研究了光肩星天牛对上述挥发性物质的行为反应。田间试验结果表明,与其它挥发物相比,顺-3-己烯-1-醇在田间对光肩是天牛具有更强的引诱活性。由1-丁醇,1-戊醇和2-戊醇混合而成的混合物具有最强的引诱活性。     

光肩星天牛对4种不同槭树科寄主植物的选择机制

用动态顶空采集法、TCT-GC-MS分析鉴定了复叶槭、五角枫、华北五角枫、挪威槭等4种槭树科植物挥发物的种类和相对含量,测定结果显示：4种植物的化学指纹图谱明显不同。“Y”型嗅觉行为测定结果表明,不同植物的挥发物对光肩星天牛的引诱效果不同：复叶槭对光肩星天牛的引诱效果最好,其次为五角枫,均达到了差异显著的程度,华北五角枫对光肩星天牛有引诱作用,但未达到显著程度,挪威槭对光肩星天牛既无引诱作用又无驱避作用。数据分析发现,五角枫、华北五角枫和挪威槭较复叶槭引诱作用差的原因可能与五角枫、华北五角枫中含有对光肩星天牛的驱避组分罗勒烯和反-2-己烯醇、挪威槭中含有对光肩星天牛的驱避组分（E）-1-戊烯-3-醇、反-2-己烯醇和trans-香叶基丙酮有关;在4种植物中醇类化合物、酮类和醛类化合物相对含量的排列顺序与植物的抗性顺序相同,而烷烃类和酯类化合物含量的排列顺序与植物的抗性顺序相反;复叶槭咬食程度轻的原因可能与其叶表面具有较少的表皮毛有关。     

聚集信息素和寄主植物挥发物对光肩星天牛和星天牛的引诱作用

【目的】光肩星天牛Anoplophora glabripennis和星天牛A.chinensis经常混合发生,危害共同的寄主,且共享相同的聚集信息素。本研究旨在评价聚集信息素和寄主植物挥发物对这两种星天牛的引诱作用。【方法】通过取食面积法,测定了两种星天牛对复叶槭Acer negundo、青皮垂柳Salix babylonica和苦楝Media azedarach 3种寄主枝条的室内取食偏好性;采用动态顶空吸附法结合气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析了寄主植物挥发物成分;通过在浙江余姚和慈溪的野外诱捕试验,分析了聚集信息素和植物挥发物对两种星天牛的诱捕效果。【结果】室内选择性和非选择性取食试验结果都显示,光肩星天牛最喜食的寄主植物是复叶槭,其次是青皮垂柳,再次是苦楝;而星天牛对这3种寄主植物的选择顺序与光肩星天牛相反,最喜食苦楝,其次是青皮垂柳,再次是复叶槭。寄主植物挥发物成分中,以萜烯类和芳香族化合物居多,每种寄主挥发物都有几种特有的成分,且不同寄主植物的挥发物中多种成分之间存在显著性差异。野外林间诱捕试验结果显示,聚集信息素与苦楝混合配方MK(4-庚氧基丁醇+4-庚氧基丁醛+莰烯+顺-3-己烯-1-醇+罗勒烯+β-石竹烯)、聚集信息素M(4-庚氧基丁醇+4-庚氧基丁醛)、苦楝配方K(莰烯+顺-3-己烯-1-醇+罗勒烯+β-石竹烯)和柳树配方L(壬醛)都同时诱捕到了光肩星天牛和星天牛。其中,聚集信息素与苦楝混合配方MK对光肩星天牛和星天牛的诱捕效果最好,都表现出比单独使用信息素或者植物挥发物更高的诱捕效果;聚集信息素诱捕到的光肩星天牛和星天牛中雌虫比例更高,而植物挥发物诱捕到的光肩星天牛和星天牛中雄虫比例更高。【结论】本研究进一步证实了聚集信息素4-庚氧基丁醇和4-庚氧基丁醛是光肩星天牛和星天牛共享的信息素;同时,壬醛、莰烯、顺-3-己烯-1-醇、罗勒烯和β-石竹烯是光肩星天牛和星天牛共享的植物挥发物。聚集信息素和植物挥发物联合使用可以应用于光肩星天牛和星天牛的林间监测技术。     

花绒寄甲辨别光肩星天牛蛀食不同树木所产生虫粪的挥发性化学信号

光肩星天牛(Anoplophora glabripennis)危害多种阔叶树种,曾对"三北"防护林造成重大灾害。花绒寄甲(Dastarcus helophoroides)对光肩星天牛取食不同寄主树如杨树、柳树、榆树和槭树后排出的虫粪表现出不同的趋向性,但对槭树的虫粪未表现出趋向性。为了阐明花绒寄甲成虫差异性趋向选择机制,我们采用动态顶空吸附技术收集不同寄主树的虫粪挥发物,利用气相色谱、固相微萃取-气相色谱-质联仪对虫粪中单萜、倍半萜进行定性定量分析。结果表明,萜烯类是虫粪挥发物的主要成分,且源自不同寄主树木虫粪的萜烯释放量相差显著。检测到的所有化合物中,只有α-古巴烯在源于复叶槭的光肩星天牛虫粪中含量极微,而在源于其他5种寄主树的虫粪中含量均较大。在进一步的Y型嗅觉仪生测实验中,α-古巴烯能够显著地吸引花绒寄甲。α-古巴烯可能是花绒寄甲辨别取食不同寄主树的光肩星天牛虫粪的重要信号化合物。     

光肩星天牛种组研究现状

评述了我国光肩星天牛种组种类的外部形态和外生殖器主要鉴别特征、寄主、地理分布、起源及其演化。光肩星天牛主要分布在山西吕粱山、太行山以东的广大平原地区 ,寄主广泛 ,主要有榆、复叶槭、杨、柳、五角枫等。黄斑星天牛主要分布在秦岭以北 ,山西吕粱山、太行山以西的陕甘宁地区 ,向东已扩展到河南、河北 ;主要危害杨树 ,也为害柳、榆。四川星天牛主要分布于秦岭以南的云、贵、川地区 ,主要危害柳树 ;在这里至今还没有发现光肩星天牛和黄斑星天牛。     

中国的光肩星天牛类群

该文讨论我国光肩星天牛Anoplophoraglabrlpennis(Motschulsky)类群的外部形态和外生殖器的主要鉴别特征,寄主、地理分布、起源及其演化。光肩星天牛主要分布在山西吕梁山、太行山以东的广大平原地区,寄主广泛,主要有榆、复叶槭、杨、柳、五角枫等。黄斑星天牛主要分布在秦岭以北,山西吕粱山太行山以西的陕甘宁地区,向东已扩展到河南、河北;主要为害杨树,也为害柳、榆。四川星天牛主要分布于秦岭以南的西部地区,北限在陕西太白山到甘肃天水一带;主要为害柳。在秦岭以北到天水之间是黄斑星天牛和四川星天牛的重叠分布区,山西太行山两侧南北走向的狭长地带是光肩星天牛和黄肩星天牛重叠分布区,两个狭长地带交会处,大约在秦岭以北的陕西和(或)山西境内有三个种的重叠分布区域.在云、贵、川地区广泛分布着四川星天牛,至今还没有发现光肩星天牛、黄斑星天牛和蓝角星天牛,后者应该是一个值得怀疑的种。     

桑天牛卵长尾啮小蜂的寄主选择定位行为

本文对桑天牛卵长尾啮小蜂Aprostocetus prolixus LaSalle et Huang的寄主选择定位行为进行了系统研究。已有研究表明,寄主植物-寄主昆虫复合体释放的挥发物对寄生蜂有显著的引诱作用。为了查明寄主植物 寄主昆虫复合体中挥发性引诱物质的来源,对不同处理桑枝（正常桑枝、机械损伤桑枝、系统枝、桑天牛Apriona germari（Hope）咬食和产卵桑枝）、桑天牛虫粪及雌雄两性桑天牛所释放的挥发物分别进行了测定。结果显示：不同处理桑枝对寄生蜂都具有显著的引诱作用,而且产卵桑枝的引诱活性最大;桑天牛虫粪的气味对寄生蜂有引诱活性,而雌、雄桑天牛体表挥发物对寄生蜂的引诱效果不明显。桑天牛爬行痕迹对寄生蜂的微栖境接受行为没有影响,而桑天牛虫粪中的信息物质在寄生蜂的微栖境接受过程中起着重要作用。寄生蜂对产卵桑枝段的选择几率明显高于正常桑枝段和咬食桑枝段,而对不同植物上产卵刻槽的选择没有差异; 刻槽表面存在着与此卵寄生蜂寄主识别相关的信息物质。     

新疆主要造林树种对光肩星天牛的抗性

利用网室接种和树干套笼接种光肩星天牛Anoplophora glabripennis(Motschulsky)成虫的方法,于2005年～2006年在新疆光肩星天牛的发生疫区,进行10种主要造林树种对其抗性的测定试验。结果显示:2种接种试验结果基本一致,各试验树种都不同程度地受到光肩星天牛的危害,表现出不同的抗虫性。根据孵化幼虫数综合分析,判断出试验树种的抗性高低的顺序为:桑树、沙枣>胡杨、圆冠榆、新疆杨、白榆、箭杆杨>复叶槭、旱柳、馒头柳。另外根据网室内试验树种上出现的羽化孔判断,光肩星天牛在新疆巴音郭楞蒙古自治州1年发生1代。     

光肩星天牛幼虫虫粪挥发物成分分析

天牛幼虫排出的虫粪所释放的挥发性物质成为天敌搜寻天牛所在微栖境的重要化学信息物质.本试验采用固相微萃取技术,提取光肩星天牛Anoplophora glabripennis(Motschulsky)取食垂柳和金丝柳后产生虫粪的挥发性物质,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)进行鉴定.结果表明,虫粪挥发性物质主要为萜烯类物质.两种虫粪挥发物中含共有物质19种,其中à-蒎烯的含量最高,该物质在垂柳虫粪挥发物中相对含量为51.60%,在金丝柳虫粪中的相对含量为28.84%.在金丝柳虫粪中检测到的挥发物种类稍多于垂柳虫粪中检测到的种类.     

光肩星天牛体内纤维素酶活性及其与寄主选择的关系（英文）

为了揭示光肩星天牛Anoplophora glabripennis Motschulsky纤维素酶与寄主选择的关系, 以4种不同寄主树种（新疆杨Populus alba var. pyramidalis Bunge、箭杆杨Populus nigra var. thevestina (Dode) Bean、合作杨Populus simonii × Populus pyramidalis cv. opera Hsu和漳河柳Salix matsudana f. lobato-glandulosa Faug et Liu来源的光肩星天牛幼虫, 和以取食5种不同树种（臭椿Ailanthus altissima、毛白杨Populus tomentosa、合作杨、旱柳Salix matsudana Koidz.和复叶槭Acer negundo Linn.）的光肩星天牛成虫为实验对象, 测定其纤维素酶活性。结果表明: 不同寄主来源的光肩星天牛幼虫内切-β-1,4-葡聚糖酶活性在1.36~2.71 μmol葡萄糖/ (g FW·h)之间, β-葡萄糖苷酶活性在2.57~4.86 μmol葡萄糖/(g FW·h)之间;取食不同树种的光肩星天牛成虫内切-β-1,4-葡聚糖酶活性在4.08~9.27 μmol葡萄糖/(g FW·h)之间, β-葡萄糖苷酶活性在2.87~6.08 μmol葡萄糖/ (g FW·h)之间。不同寄主树种来源的光肩星天牛幼虫体内纤维素酶活性无显著性差异, 取食与否以及取食树种的不同对光肩星天牛成虫纤维素酶活有较大影响。     

Chemosystematic Analyses of Gingidia Volatiles

The leave volatiles of six Gingidia species from New Zealand and Australia and the seed volatiles of G. grisea were characterized by solid‐phase microextraction (SPME)‐GC/MS analysis. This technique, using a small quantity of samples and automated extraction, gave repeatable results, with maximum sensitivity for medium volatility compounds. The major monoterpenes among the volatiles, i.e., β‐phellandrene ( 4 ), limonene ( 6 ), and γ‐terpinene ( 5 ), and phenylpropanoids, i.e., estragole ( 3 ), (E)‐anethole ( 7 ), and myristicin ( 1 ), showed to be useful chemotaxonomic markers. For G. grisea leaves and seeds, similar compositions were detected, characterized by high contents of 4 . As leaves were more readily available for study than seeds, they were used for further investigations. The G. grisea leaf volatiles showed infraspecific variation in the ratio of 4 / 5 between and within sites of collection. The G. montana leaf volatiles also showed infraspecific variation, with high contents of 3 at one site and high contents of 7 at another. The SPME‐GC/MS analysis of G. montana herbarium voucher specimens resulted in the identification of further chemotypes for this species. The volatiles of the G. amphistoma samples were all dominated by 7 and those of the G. haematitica samples were rich in 5 . Moreover, single plants of two Australian Gingidia species were analyzed; the volatiles of G. harveyana showed high concentrations of 5 and 7 , whereas those of G. rupicola were dominated by 5 and 1 .     

植物的防御性萜类挥发信号分子

植物生长发育过程中会合成大量萜类化合物,其中多数具有挥发性。这些挥发性萜类成分除参与保护光合器官免受光合作用产生的热量灼伤之外,还作为信号分子参与了大量的化学生态过程,例如对昆虫和其他动物的吸引以利于花粉和种子的传播。另一方面,自上世纪80年代以来,逐渐有研究工作表明,挥发性萜类化合物也可以作为信号介导植物对植食性昆虫的防御反应,以及在植物．害虫．天敌的三级营养关系中发挥作用。同时,研究工作还显示萜类化合物可以作为信号在同株植物的不同部位之间及邻近植物之间进行有效传递以促进对虫害的防御,并证明了这些萜类分子在细胞和分子水平上的调控作用。这些工作为利用化学生态学手段对虫害进行有效控制提供了新的策略。文章仅就近年来对植物萜类挥发信号分子在合成、识别、传输及其作用等方面的研究进展做简要回顾。     

植物挥发性物质及其代谢工程

植物挥发性物质在植物之间和植物与昆虫间的化学通讯中起着重要作用.有关这些次生物质的生物合成、代谢调控、生理功能以及与环境相互作用的研究近十多年来取得了重要进展.迄今为止,已经有3 0多种植物挥发性物质的合成酶基因被克隆.这些基因调控着植物萜类、芳香化合物、脂肪酸衍生物这三大类主要挥发性物质的生物合成.由于潜在的应用价值,近几年该领域颇受注目,特别是应用基因工程技术设计植物释放特殊气味物质,诸如特定的驱避剂或者其它控制植物或昆虫行为的特殊气味乃至与人类健康相关的药用气味物质.该文就植物挥发性物质的生物合成、生理和生态功能以及基因工程方面的研究进展作一概述.     

Herbivore-induced Blueberry Volatiles and Intra-plant Signaling

Herbivore-induced plant volatiles (HIPVs) are commonly emitted from plants after herbivore attack^1,2. These HIPVs are mainly regulated by the defensive plant hormone jasmonic acid (JA) and its volatile derivative methyl jasmonate (MeJA)^3,4,5. Over the past 3 decades researchers have documented that HIPVs can repel or attract herbivores, attract the natural enemies of herbivores, and in some cases they can induce or prime plant defenses prior to herbivore attack. In a recent paper⁶, I reported that feeding by gypsy moth caterpillars, exogenous MeJA application, and mechanical damage induce the emissions of volatiles from blueberry plants, albeit differently. In addition, blueberry branches respond to HIPVs emitted from neighboring branches of the same plant by increasing the levels of JA and resistance to herbivores (i.e., direct plant defenses), and by priming volatile emissions (i.e., indirect plant defenses). Similar findings have been reported recently for sagebrush⁷, poplar⁸, and lima beans⁹..Here, I describe a push-pull method for collecting blueberry volatiles induced by herbivore (gypsy moth) feeding, exogenous MeJA application, and mechanical damage. The volatile collection unit consists of a 4 L volatile collection chamber, a 2-piece guillotine, an air delivery system that purifies incoming air, and a vacuum system connected to a trap filled with Super-Q adsorbent to collect volatiles^5,6,10. Volatiles collected in Super-Q traps are eluted with dichloromethane and then separated and quantified using Gas Chromatography (GC). This volatile collection method was used n my study⁶ to investigate the volatile response of undamaged branches to exposure to volatiles from herbivore-damaged branches within blueberry plants. These methods are described here. Briefly, undamaged blueberry branches are exposed to HIPVs from neighboring branches within the same plant. Using the same techniques described above, volatiles emitted from branches after exposure to HIPVs are collected and analyzed.     

Volatiles from rhizomes of Rhodiola rosea L

Terpenes and aroma volatiles from rhizomes of Rhodiola rosea L. from Norway have been isolated by both steam distillation and headspace solid-phase micro-extraction coupled with gas chromatography and mass spectrometry analysis. The dried rhizomes contained 0.05% essential oil with the main chemical classes: monoterpene hydrocarbons (25.40%), monoterpene alcohols (23.61%) and straight chain aliphatic alcohols (37.54%). n-Decanol (30.38%), geraniol (12.49%) and 1,4-p-menthadien-7-ol (5.10%) were the most abundant volatiles detected in the essential oil, and a total of 86 compounds were identified in both the SD and HS-SPME samples. Geraniol was identified as the most important rose-like odour compound besides geranyl formate, geranyl acetate, benzyl alcohol and phenylethyl alcohol. Floral notes such as linalool and its oxides, nonanal, decanal, nerol and cinnamyl alcohol highlight the flowery scent of rose root rhizomes.     

植物创伤诱导的挥发物及其信号功能

植物在受到动物或病原侵害时,会释放特异的挥发作作为信号,这些信号分子是植物防御系统的重要组成部分,文章对植物创伤诱导挥发物的种类,诱导因子及生理作用等的研究进展,以及这一领域的研究潜力和发展方向作了评述。