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。     

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。     

马尾松诱导化学物质变化的时空动态

研究了受害程度不同的马尾松针叶内诱导化学物质在时间序列上的变化和局部受害后空间序列上的变化。结果发现：受害马尾松针叶内次生代谢物质（单宁、酚类物质）含量随时间的变化而不断上下波动,先增加,后逐渐降低,恢复到原来的水平;营养物质（可溶性糖）含量先降低,后逐渐恢复到原来水平。反映了马尾松受害后的应激反应是一种快速、间断、被调节的过程。危害程度的强调对马尾松诱导化学物质的变化有一定的影响。中度的危害（针叶损失50％）所诱导产生的次生物质最多,轻度（针叶损失25％）或重度（针叶损失75％）的危害所诱导产生的次生代谢物质较低。以7年生（共5个轮枝）的马尾松作为实验材料,对第3轮枝进行剪叶75％,在空间序列上,观察其余各轮枝松针内化学物质的变化。发现第3轮枝受害后马尾松其余各轮针叶内也产生诱导化学物质含量变化,并且因轮枝部位的不同,其诱导产生的变化也不相同。说明松针所产生的诱导化学物质含量的变化是全株性的、异质性的。     

马尾松与湿地松人工林生物量动态及养分循环特征

对乡土树种马尾松和引进外来树种湿地松人工林的生物量动态变化、养分积累与分配以及养分循环特征进行比较 ,结果表明 :在林分生长发育早期 ,马尾松生长慢 ,而湿地松生长快 ,生长发育后期马尾松生长速度比湿地松快。马尾松人工林生物量的数量成熟年龄为 36 a,采伐利用时的最大生物量为 4 34t/ hm2 ;湿地松的为 2 6 a,采伐利用时的最大生物量为 338t/ hm2。湿地松人工林各器官和总的养分积累量均高于马尾松 ,其中养分的总积累量是马尾松的 2倍多 ,树干高达 5倍多。在采伐利用时 ,不管是全树利用还是仅利用干材 ,同马尾松相比 ,湿地松林将带走更多的养分 ,对地力的养分消耗量更大。同时 ,湿地松林养分循环速率低 ,周转时间长 ,需要的养分多 ,比马尾松林维持地力的能力差。因此 ,在湿地松人工林的经营管理过程 ,更应处理好养地与用地之间的关系 ,否则会造成林地生产力的下降     

马尾松树针叶挥发性化学物质对松毛虫赤眼蜂嗅觉及寄生行为的影响

应用Y型嗅觉仪测定松毛虫赤眼蜂Trichogramma dendrolimi Matsumura对9种马尾松树针叶挥发性物质对的嗅觉行为反应,确定了4种对于松毛虫赤眼蜂有影响活性的马尾松树针叶挥发性物质。它们分别是α-蒎烯,β-蒎烯,柠檬烯,α-萜品醇乙酸酯4种物质,其中尤以α-蒎烯和β-蒎烯2种物质作用最显著。产卵生测实验中,4种活性挥发性物质的混合物分别与它们的单一成分、α-蒎烯、β-蒎烯分别与除去它们后的混合物进行比较。结果显示,与对照相比,它们均能对松毛虫赤眼蜂的产卵寄生率产生显著影响,该结果也和Y型嗅觉仪下的实验结果基本一致。但在单一物质和混合物对松毛虫赤眼蜂的寄生率影响比较中,混合物并没有使松毛虫赤眼蜂产生最高的寄生率,这说明可能是某种单一物质在其寄生过程中起主导作用。     

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。     

一种测定种子挥发性醛释放量的简便方法

挥发性醛类物质是植物体内有毒的代谢产物,种子萌发时释放出挥发性醛的多少与其活力的高低呈负相关［１,２］,因而测定种子吸胀期间所释放的挥发性醛的量,可作为一种指标来预测种子活力。Ｗｉｌｓｏｎ［１］曾报道过测定挥发性醛的一种方法,他采用一种挥发性醛捕捉装置（ｔｈｅａｃｔｉｖｅｔｒａｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）。但我们在应用中感到有两个缺点,一是不适宜做大量样品,二是不适宜做大量重复。本文介绍一种简易、快速、实用的测定种子萌发早期释放的挥发性醛含量的方法。它不仅适宜测大量样品,也适宜作大量重复。材料与方法…     

湿地松和马尾松人工林土壤甲烷代谢微生物群落的结构特征

土壤甲烷代谢微生物影响甲烷的产生和氧化,然而关于林型对土壤中甲烷代谢微生物群落结构影响的研究较少。采用基因芯片GeoChip 3.0研究了湿地松人工林和马尾松人工林土壤甲烷代谢微生物群落结构特征。结果如下,(1)两种林型的甲烷代谢微生物群落结构存在极显著差异(P=0.008),林型能解释其34.9%的变异;(2)产甲烷菌(包含甲基辅酶M还原α亚基基因mcrA的微生物)的优势菌群发生了变化,湿地松人工林的的优势菌为Methanocorpusculum labreanum Z,马尾松人工林的优势菌群除Methanocorpusculum labreanum Z外,还包括产甲烷古菌和Methanosarcina mazei Gol;(3)甲烷营养菌(包含甲烷单加氧酶基因pmoA基因的微生物)的优势菌为Ⅱ型,有3种不可培养细菌只在湿地松人工林检测到,在马尾松人工林中未检测到;(4)mcrA基因丰度或同源基因数量与土壤容重正相关,与土壤粘粒含量呈显著负相关;pmoA基因信号强度或多样性指数与土壤全碳含量、全磷含量和速效氮含量显著正相关。总之,相比本地种马尾松人工林,引进种湿地松人工林的土壤甲烷代谢微生物群落结构发生了显著变化。     

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.     

马尾松松针挥发油提取工艺研究

本文研究水蒸气蒸馏法提取马尾松松针挥发油的工艺。通过单因素试验考察液固比、提取时间、松针长度、浸泡时间4个因素对马尾松松针挥发油得率的影响,运用L9(34)正交试验探索最佳工艺条件。结果表明,浸泡时间对挥发油提取有显著影响(P=0.045),最佳时间为7 h;液固比、提取时间、松针长度无显著影响(P>0.05)。最佳工艺条件为液固比9∶1、提取时间3 h、松针长度5 mm、浸泡时间7 h,通过验证实验验证此工艺稳定可行。     

受害马尾松木质素含量及其过氧化物酶活性

木质素是植物防御植食性昆虫危害的重要物质。对林间马尾松针叶进行接虫咬食处理后,测定了不同时间内木质素含量、过氧化物酶活性及其同功酶谱带的变化。结果表明:与对照相比,虫害针叶1h木质素含量就略有升高,而系统针叶木质素含量10h才开始升高,24h两种处理的木质素含量及过氧化物酶活性均显著提高;受害后所取时间点内,其差异逐渐加大,这种差异在于表达量不同。F检验的结果显示,虫害及系统针叶木质素含量、过氧化物酶活性及同工酶谱带变化一致,均在24h达到显著差异(P(0.05)。     

松墨天牛对马尾松挥发物的触角电位和行为反应

利用触角电位和嗅觉测定技术,比较分析松墨天牛Monochamus alternatus Hope对马尾松(Pinus massoniana Lamb)健康和松材线虫危害的枝条挥发物的触角电位和行为反应特点。实验结果表明:未交配松墨天牛对健康枝条挥发物的EAG反应值大于被害枝条的,交配后天牛对被害枝条的EAG反应值明显大于健康枝条的。在“Y”型嗅觉仪中,未交配天牛对健康枝条挥发物表现为正趋性,对被害枝条挥发物表现为负趋性,而交配后天牛对被害枝条挥发物表现为正趋性,对健康枝条挥发物表现为负趋性。说明不同发育时期的松墨天牛成虫对不同生理状态的寄主具有不同的敏感性和选择性。     

不同营林措施对马尾松细根分解与养分释放的影响

细根(直径≤2 mm)是森林生态系统重要的碳库之一,其寿命短、代谢活性高,对外界环境变化十分敏感.了解不同营林措施对细根分解和养分释放的影响,对于合理开展森林经营管理具有重要意义.以三峡库区马尾松(Pinus massoniana)飞播林为对象,设置未择伐(NC)、除灌(SC)、伐除非马尾松(NPMC)和伐除优势马尾松(DPMC)等营林措施,在处理3年后,利用分解袋法研究不同营林措施对相同初始基质质量的马尾松细根分解和养分释放的影响.经过1年的分解,不同营林措施明显改变了土壤温湿度、土壤养分以及土壤微生物量碳氮,而对马尾松细根分解速率的影响不显著(P>0.05),细根分解速率与各环境因子间均无显著相关性.在分解过程中,各营林措施的细根C残留率逐渐降低,表现为DPMC>SC>NC>NPMC.N呈现先逐渐累积后释放的状态,P呈现释放-累积-释放的状态,且抚育择伐显著降低了P释放速率.短期来看,不同营林措施造成的林内环境因素变化不足以成为影响马尾松细根分解的主导因素,细根初始基质质量仍是影响细根分解的决定性因素.抚育择伐提高了细根C释放速率,降低了N和P元素的释放速率.     

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。     

不同温度、光照对虫害紫茎泽兰挥发物释放的影响

用不同温度和光照处理对照和棉蚜侵害的盆栽紫茎泽兰植株后,通过TCT-GC/MS分析了叶片挥发物的成分及相对含量。结果表明:温度与光照均不影响对照和虫害紫茎泽兰挥发物的种类,但影响其挥发物的相对含量。当光照强度达到300400μmol.m-.2s-1时,虫害紫茎泽兰挥发物中,多数单萜的相对含量显著高于对照,而倍半萜含量显著低于对照;绿叶挥发物相对含量与其对照相比差异不显著。当外界温度在15 30℃时,虫害紫茎泽兰挥发物中绿叶气体如己醛、2-己烯醛和多数单萜化合物的相对含量随温度升高而显著增加,而倍半萜含量却低于对照。说明适宜的温度和光照条件影响挥发物化学指纹图的构成,进而可能影响到蚜虫的取食。     

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。