不同品種荔枝對(duì)荔枝蒂蛀蟲引誘活性成分的研究

郭育暉，葉慧娟，方 煒，谷文祥

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系生物材料研究所，廣州 510642

荔枝蛀蒂蟲(Conopomorpha sinensis Bradley)是荔枝的主要害蟲，在廣東一年發(fā)生十代左右。它為害嫩梢、花穗、果實(shí)，在果實(shí)膨大期蛀食果核，導(dǎo)致落果;特別是在果蒂處危害，鉆進(jìn)果核中，遺留蟲糞，嚴(yán)重影響果實(shí)品質(zhì)。而目前采用的化學(xué)防控容易引起環(huán)境污染和危害人們的身體健康。因此，找出對(duì)荔枝蛀蒂蟲具有吸引作用的先導(dǎo)化合物，將具有一定理論和實(shí)際意義［1，2］。

本文將報(bào)道利用HS-SDME/GC-MS法檢測分析典型誘蟲品種妃子笑、黑葉，及典型抗蟲品種桂味、糯米糍的揮發(fā)性物質(zhì)，并比較對(duì)荔枝蒂蛀蟲可能有引誘作用的活性成分，為荔枝的安全生產(chǎn)，提高荔枝品質(zhì)，保護(hù)環(huán)境，開發(fā)生物防控藥物，提供一定的參考［3］。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

荔枝(妃子笑、黑葉、糯米糍、桂味)均于2012年6月采自廣東省華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝系教學(xué)實(shí)驗(yàn)場，采果過程快速完成。

1.2 試驗(yàn)儀器

6890N-5975氣質(zhì)聯(lián)用儀(美國Agilent Technolo-gies公司);自動(dòng)質(zhì)譜去卷積(AMDIS)軟件及NISTFF.MSL、NIST05 質(zhì)譜庫(美國 Agilent Technologies公司氣質(zhì)聯(lián)用自帶)，微量進(jìn)樣針(美國 Agilent Technologies公司)，頂空樣品瓶(美國Agilent Technologies公司)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 頂空單滴液相微萃取法(HS-SDME)

［4］的方法:將摘取的荔枝幼果，馬上放進(jìn)頂空樣品瓶中(樣品體積占頂空體積的一半)，蓋緊。室溫下平衡1 h后，插入已吸取3 μL正丁醇的微量進(jìn)樣針直至針尖距樣品上表面約1 cm，頂空萃取30 min后，拉回活塞取出進(jìn)樣器，立刻插入進(jìn)樣口直接進(jìn)行測定。成熟果實(shí)的果皮采用同樣方法。

1.3.2 揮發(fā)性物質(zhì)的測定

1.3.2.1 色譜條件 色譜柱 RTX-5ms，30 m × 0.25 mm×0.25 μm石英毛細(xì)柱。載氣為高純He;流速為0.1 mL/min;程序升溫:從70℃開始，以5℃/min升至120℃，再以1℃/min升至135℃，最后以6℃/min升至240℃。不分流。進(jìn)樣口溫度250℃;檢測器溫度為250℃。

1.3.2.2 質(zhì)譜條件 EI離子源;電離能量70 eV;離子源溫度200℃;掃描質(zhì)量范圍45～420 amu，進(jìn)樣量 1.0 μL。

1.3.2.3 AMDIS 條件 參考文獻(xiàn)陳曉明［5］的方法:解卷積參數(shù)峰寬(Component Width)設(shè)置為20，化合物的多重鑒定(Multiple Identifications Per Compound)設(shè)為選中;檢出信號(hào)閾值(Threshold)選為Low;質(zhì)荷比范圍(m/z)選為Auto;相鄰峰減除(Adjacent Peak Subtraction)選用 Two;去卷積分辨率(Deconvolution Resolution)選為High;去卷積靈敏度(Deconvolution Sensitivity)選為 Medium;峰形要求(Shape Requirement)選為High;最小匹配因子(minimum Match Factor)設(shè)為90(最高匹配因子為100)。

2 結(jié)果與分析

采用HS-SDME并將GC-MS與AMDIS相結(jié)合，檢測了4個(gè)品種荔枝成熟果實(shí)的果皮、幼果的揮發(fā)性物質(zhì)，各成分的相對(duì)百分含量按峰面積歸一法計(jì)算得到，結(jié)果見表1。

表1 GC-MS分析鑒定4個(gè)品種荔枝成熟果實(shí)的果皮、幼果的揮發(fā)性物質(zhì)的成分及其相對(duì)含量Table 1 Volatiles identified in un-matured fruit and peel of ripe fruit of four cultivars using GC-MS

注:ND:未檢測到。Note:ND:Not detected.

從4個(gè)品種荔枝中共鑒定出31種化合物，其中含有1個(gè)醇、28個(gè)倍半萜、1個(gè)酸、1個(gè)酯。雖然由于成分比例的不同，各寄主植物形成了各自的氣味化學(xué)指紋圖譜，但4個(gè)品種荔枝成熟果實(shí)的果皮和幼果的主要揮發(fā)物都是倍半萜。

桂味成熟果實(shí)的果皮的揮發(fā)物中含有9種倍半萜，含量達(dá)到 55.07%。其主要成分是姜烯(18.60%)、α-可巴烯(12.51%)、芳-姜黃烯(7.72%);特有的化合物是芳-姜黃烯。桂味幼果揮發(fā)物中含有11種倍半萜，含量達(dá)到62.91%，其主要成分是 (+)-瓦倫亞烯 (17.00%)、α-可巴烯(10.00%);特有的化合物是 α-可巴烯異構(gòu)體(3.51%)、α-古蕓烯(0.26%)、別香樹烯(9.00%)。桂味成熟果實(shí)的果皮與桂味幼果共有的化合物有6種，分別是 α-蓽澄茄油烯、α-可巴烯、β-石竹烯、4，11，11-三甲基-8-亞甲基-二環(huán)［7.2.0］4-十一烯、α-石竹烯、十六烷酸甲酯。其中對(duì)比桂味幼果，桂味成熟果實(shí)的果皮的揮發(fā)物中還含有姜烯(18.60%)、β-倍半水芹烯(0.56%)。

糯米糍成熟果實(shí)的果皮的揮發(fā)物中含有10種倍半萜，含量達(dá)到65.93%。其主要成分是(-)-β-橄香烯 (13.84%)、姜烯 (12.30%)、β-古蕓烯(11.00%)。糯米糍幼果揮發(fā)物中含有11種倍半萜，含量達(dá)到94.87%，其主要成分是 δ-愈創(chuàng)木烯(30.60%)、β-古蕓烯(13.20%)、(-)-β-欖香烯(11.70%)、β-欖香烯(11.60%);特有的化合物是δ-愈創(chuàng)木烯(30.60%)、馬兜鈴烯(5.64%)。糯米糍成熟果實(shí)的果皮與糯米糍幼果共有的化合物有8種，分別是 α-蓽澄茄油烯、α-可巴烯、(-)-β-橄香烯、β-橄香烯、β-石竹烯、β-古蕓烯、α-愈創(chuàng)木烯、α-石竹烯。其中對(duì)比糯米糍幼果，糯米糍成熟果實(shí)的果皮的揮發(fā)物中還含有姜烯(12.30%)、β-倍半水芹烯(0.14%)。

黑葉成熟果實(shí)的果皮的揮發(fā)物中含有8種倍半萜，含量達(dá)到 80.74%，其主要成分是姜烯(60.60%)、α-姜黃烯(6.11%)。黑葉幼果揮發(fā)物中含有10種倍半萜，含量達(dá)到50.61%，其主要成分是姜烯(26.29%)、β-石竹烯(9.51%)、δ-杜松烯(5.02%);特有的化合物是(+)-花側(cè)柏烯(2.23%)、a-金合歡烯(0.99%)。黑葉成熟果實(shí)的果皮與黑葉幼果共有的化合物有8種，分別是2-乙基-1-己醇、α-可巴烯、β-石竹烯、α-石竹烯、姜烯、β-甜沒藥烯、十六烷酸甲酯、十六烷酸。其中對(duì)比黑葉幼果，黑葉成熟果實(shí)的果皮的揮發(fā)物中還含有β-倍半水芹烯(1.55%)、β-杜松烯(1.07%)。

妃子笑成熟果實(shí)的果皮的揮發(fā)物中含有10種倍半萜，含量達(dá)到96.07%。其主要成分是姜烯(49.30%)、β-甜沒藥烯 (17.80%)、α-姜黃烯(15.50%)，特有的化合物是 (E)-β-金合歡烯(0.29%)、(Z)-β-金合歡烯(1.94%)。妃子笑幼果揮發(fā)物中含有6種倍半萜，含量達(dá)到58.70%，其主要成分是姜烯(32.78%)、β-甜沒藥烯(17.23%)。妃子笑成熟果實(shí)的果皮與妃子笑幼果共有的化合物有7 種，分別是 2-乙基-1-己醇、α-可巴烯、β-石竹烯、姜烯、β-甜沒藥烯、β-杜松烯、十六烷酸甲酯。其中對(duì)比妃子笑幼果，妃子笑成熟果實(shí)的果皮的揮發(fā)物中還含有(E)-β-金合歡烯(0.29%)、(Z)-β-金合歡烯(1.94%)、α-姜黃烯(15.50%)、(+)-瓦倫亞烯(4.13%)、β-倍半水芹烯(1.67%)、十六烷酸(0.41%)。

從表1可以看出，4個(gè)不同品種荔枝幼果的共有化合物是α-可巴烯與β-石竹烯，成熟果實(shí)的果皮的共有化合物除了α-可巴烯及β-石竹烯外，還含有姜烯及β-倍半水芹烯，而且姜烯及β-倍半水芹烯在黑葉與妃子笑成熟果實(shí)的果皮中的含量較多。對(duì)比桂味與糯米糍，黑葉與妃子笑幼果的揮發(fā)物中還含有2-乙基-1-己醇及β-甜沒藥烯，而黑葉與妃子笑成熟果實(shí)的果皮的揮發(fā)物中除含有2-乙基-1-己醇及β-甜沒藥烯外，還含有 α-姜黃烯，含量分別是6.11%、15.50%。此外，β-杜松烯只從黑葉與妃子笑成熟果實(shí)的果皮、妃子笑幼果的揮發(fā)物中檢測出來，含量分別為1.07%、1.23%、2.80%。

3 小結(jié)與討論

在植物和昆蟲協(xié)同進(jìn)化的過程中，植物中的某些揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)某種昆蟲具有特殊的引誘作用［6］。而倍半萜及單萜常常是植物與昆蟲相互作用的信息物質(zhì)。文獻(xiàn)研究表明［1，3，6，7-9］:不同品種荔枝對(duì)荔枝蒂蛀蟲的引誘活性為妃子笑＞黑葉＞糯米糍＞桂味;荔枝嫩葉、幼果、果皮均可以引誘荔枝蒂蛀蟲成蟲產(chǎn)卵，但成熟果實(shí)的果皮對(duì)荔枝蒂蛀蟲成蟲的產(chǎn)卵引誘作用最大;同時(shí)根據(jù)協(xié)同進(jìn)化觀點(diǎn)，荔枝嫩葉、幼果、果皮中必定存在能吸引成蟲的化學(xué)物質(zhì)，誘導(dǎo)成蟲在其上產(chǎn)卵。黃立蘭［6］在幾種荔枝葉揮發(fā)性成分的比較研究中，推測姜烯對(duì)荔枝蒂蛀蟲產(chǎn)卵有一定的引誘作用。

本文采用HS-SDME/GC-MS法檢測分析4個(gè)對(duì)荔枝蒂蛀蟲具有不同引誘力的荔枝揮發(fā)物，并通過橫向比較不同品種荔枝成熟果實(shí)的果皮、幼果之間成分的差異，同時(shí)縱向比較相同品種荔枝成熟果實(shí)的果皮、幼果之間成分的差異，得到主要存在于易感蟲荔枝品種的6個(gè)成分，它們是2-乙基-1-己醇、α-姜黃烯、姜烯、β-甜沒藥烯、β-倍半水芹烯、β-杜松烯;及妃子笑成熟果實(shí)的果皮的2個(gè)獨(dú)有成分，它們是(E)-β-金合歡烯、(Z)-β-金合歡烯。故初步推測，這8個(gè)化合物按照一定比例復(fù)配組合后的混合物，可能是荔枝蒂蛀蟲識(shí)別寄主的信號(hào)物質(zhì)。其中，進(jìn)一步的研究將在生物活性追蹤引導(dǎo)下，按照生物電子等排和組合化學(xué)方法，對(duì)主要化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造或化學(xué)修飾，并研究結(jié)構(gòu)和引誘活性的關(guān)系，為研制出高效的荔枝蒂蛀蟲植物源引誘劑提供一定的參考。這對(duì)于提高荔枝品質(zhì)，保護(hù)人民的身體健康，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)意義。

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