油茶藍(lán)翅天牛對(duì)油茶枝條揮發(fā)物的影響

摘 要：【目的】明確油茶藍(lán)翅天牛危害對(duì)油茶枝條揮發(fā)物相對(duì)含量的影響變化，以期為篩選出油茶枝條對(duì)油茶藍(lán)翅天牛具有引誘或趨避作用的化學(xué)物質(zhì)提供參考?！痉椒ā繎?yīng)用全自動(dòng)頂空固相微萃取技術(shù)（HS-SPME）對(duì)健康和被藍(lán)翅天牛危害的油茶枝條揮發(fā)物進(jìn)行提取，結(jié)合GC-MS 聯(lián)用技術(shù)對(duì)其揮發(fā)物成分和含量進(jìn)行分析鑒定?！窘Y(jié)果】健康狀態(tài)下油茶枝條揮發(fā)物鑒定出82 種，受危害狀態(tài)下油茶枝條揮發(fā)物鑒定出83 種。2 種狀態(tài)下油茶枝條揮發(fā)物均包含了酮類、含氮化合物、醇類、萜類、雜環(huán)化合物、酯類、烴類、醛類、芳烴類、胺類、酚類、含硫化合物12 個(gè)類別。健康枝條和受到油茶藍(lán)翅天牛危害枝條中揮發(fā)物β- 羅勒烯、2，6- 二甲基-5- 庚烯醛、羅勒烯、α- 萜品醇、（R）-2- 己醇相對(duì)含量較高，分別占6.964%、5.607%、4.902%、3.779%、3.218% 和7.647%、5.249%、5.224%、3.611%、3.435%。甲酸葉醇酯是受到油茶藍(lán)翅天牛危害枝條中特有的揮發(fā)性成分，相對(duì)含量為4.814%。2 種狀態(tài)下油茶枝條釋放的多種揮發(fā)物間存在顯著性差異。在健康枝條中，（-）- 順- 香芹醇相對(duì)含量高達(dá)4.551%，而在受到油茶藍(lán)翅天牛危害的枝條中相對(duì)含量?jī)H為0.009%，兩者之間存在極顯著差異。2，4- 二甲基-1-（1- 甲基乙烯基）-環(huán)己烯、間叔丁基- 苯酚、低聚乙醛、N-（1- 甲基乙基）- 苯甲胺、1- 甲氧基-4- 甲基-2-（1- 甲基乙基）- 苯、2-（1，1-二甲基乙基）- 苯酚等化合物間均存在顯著差異。【結(jié)論】油茶藍(lán)翅天牛對(duì)油茶枝條揮發(fā)物的種類和含量有影響。2 種狀態(tài)下酯類和胺類相對(duì)含量之間存在顯著差異，酚類化合物相對(duì)含量之間存在極顯著差異。

關(guān)鍵詞：油茶藍(lán)翅天牛；枝條揮發(fā)物；相對(duì)含量；GC-MS

中圖分類號(hào)：S763.7；S433.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1003—8981（2025）01—0146—08

油茶Camellia oleifera 是我國(guó)重要的木本油料，也是健康優(yōu)質(zhì)食用植物油的重要來(lái)源，并且具有不與糧爭(zhēng)地的優(yōu)良特質(zhì)。自2008 年科技創(chuàng)新起引領(lǐng)作用以來(lái)，特別是近年來(lái)油茶分子育種工作發(fā)展，油茶品質(zhì)得到改良，產(chǎn)量得到了較大提高，大大提高了油茶的種植效率[1-2]。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，油茶產(chǎn)業(yè)已具有一定規(guī)模，成為我國(guó)大宗油料作物之一，在保障國(guó)家糧油安全、精準(zhǔn)脫貧、促進(jìn)鄉(xiāng)村振興以及林業(yè)產(chǎn)業(yè)建設(shè)上作出了重大貢獻(xiàn)[3]。我國(guó)油茶重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域的湖南、江西、廣西，油茶產(chǎn)量占全國(guó)油茶增產(chǎn)總量的75.6%[4]。截至2023年，江西全省油茶林總面積達(dá)到11 173.33 km2。隨著單一油茶林種植面積的擴(kuò)增，病蟲害發(fā)生也呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在一定程度上阻礙了我省油茶產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展[5]。在油茶病蟲害中，枝干病蟲害因?yàn)榇蟛糠窒x期都較隱蔽，故具有危害程度大、防治困難等特點(diǎn)，成為影響油茶生長(zhǎng)最重要的蟲害[6]，其中油茶藍(lán)翅天牛Bacchisa atritarsis（Pic.）是油茶枝干害蟲中危害最為嚴(yán)重的一種。據(jù)調(diào)查，福建、浙江、廣西、江西、陜西等地油茶藍(lán)翅天牛危害率在10% ～ 100%，蟲口密度達(dá)到了驚人的0.1 ～ 47.0 頭/ 株[7-14]。

植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期，其表面或器官內(nèi)部都會(huì)散發(fā)一些化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)在昆蟲的寄主選擇、產(chǎn)卵、交配等行為活動(dòng)中發(fā)揮著重要作用[15]。植物來(lái)源的揮發(fā)物是昆蟲對(duì)寄主的選擇和生命活動(dòng)的重要依據(jù)，或者作為直接或間接的防御反應(yīng)[16]，是植物與昆蟲相互作用的重要介質(zhì)。植物在正常生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程中和在受到昆蟲食害、機(jī)械致傷、病原物侵染等生物和非生物脅迫因子影響下散發(fā)的化學(xué)物質(zhì)在成分上存在一定的差異[17]。本研究采用全自動(dòng)頂空固相微萃取技術(shù)（HS-SPME）對(duì)健康和被藍(lán)翅天牛危害的油茶枝條揮發(fā)物進(jìn)行萃取收集，并通過(guò)GC-MS 聯(lián)用技術(shù)對(duì)揮發(fā)物的成分進(jìn)行分析和鑒定，揭示受危害情況下油茶枝條揮發(fā)物的變化，為篩選油茶藍(lán)翅天牛化學(xué)信息提供參考依據(jù)。

1 研究材料

1.1 試驗(yàn)地概況

油茶枝條均采自于江西省高安市油茶基地（115°E，28°N），屬亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，雨量充沛，光照充足，無(wú)霜期長(zhǎng)，全年平均氣溫17.7 ℃?；赜筒璺N植面積1.9×104 hm2，品種主要為長(zhǎng)林系列，油茶樹齡為8 ～ 17 a。

1.2 試驗(yàn)材料

以10 年生‘長(zhǎng)林4 號(hào)’油茶為試材，隨機(jī)采集健康枝條和受到油茶藍(lán)翅天牛危害的油茶枝條，并做標(biāo)記。每組3 個(gè)枝條，每組做3 次重復(fù)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理

從試驗(yàn)基地采集的樣品立即放入-80 ℃冰箱中保存。試驗(yàn)前從冰箱中取出樣品進(jìn)行液氮研磨，渦旋混合均勻，然后稱取500 mg 樣本（液體1 mL）于頂空瓶中，分別加入6 mL 飽和NaCl溶液，10 μL（50 μg/mL）正己烷內(nèi)標(biāo)溶液，再采用全自動(dòng)頂空固相微萃取技術(shù)（HS-SPME）進(jìn)行樣本萃取。萃取過(guò)程：在60 ℃恒溫條件下振蕩5 min，120 μm cVB/CWR/PcMS 萃取頭插入樣品頂空瓶，頂空萃取15 min，250 ℃下解析5 min，然后進(jìn)行GC-MS 分離鑒定。萃取前萃取頭在Fiber concitioning station（光纖調(diào)節(jié)站）中250 ℃下老化5 min。

1.3.2 GC-MS 測(cè)定

使用Agilent 8890-7000c 對(duì)健康和受害油茶枝條的揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)種類進(jìn)行鑒定。具體參數(shù)設(shè)置和步驟：

色譜柱為DB-5MS毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm，Agilent Jamp;W Scientific，F(xiàn)olsom，CA，USA），載氣為高純氦氣（純度不小于99.999%），恒流流速1.2 mL/min，進(jìn)樣口溫度250 ℃，不分流進(jìn)樣，溶劑延遲3.5 min。程序升溫：40 ℃保持3.5 min，以10 ℃ /min 升至100 ℃，再以7 ℃ /min升至180 ℃，最后以25 ℃ /min 升至280 ℃，保持5 min。

質(zhì)譜條件：電子轟擊離子源（EI），離子源溫度230 ℃，4 級(jí)桿溫度150 ℃，質(zhì)譜接口溫度280 ℃，電子能量70 eV，掃描方式選擇離子檢測(cè)模式（SIM）（GB 23200.8-2016）。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理與分析

通過(guò)MassHunter 軟件處理質(zhì)譜分析后的下機(jī)原始數(shù)據(jù)。基于氣質(zhì)聯(lián)用分析譜庫(kù)，對(duì)揮發(fā)物進(jìn)行質(zhì)譜分析，并參考標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)全部檢索結(jié)果進(jìn)行核對(duì)和補(bǔ)充檢索。定量分析采用峰面積歸一化法確定各成分的相對(duì)含量。使用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS20.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。差異性分析采用方差（ANOVA）分析法。

2 結(jié)果與分析

2.1 揮發(fā)物種類及相對(duì)含量分析

通過(guò)鑒定，健康和受害枝條揮發(fā)物種類包括酮類、含氮化合物、醇類、萜類、雜環(huán)化合物、酯類、烴類、醛類、芳烴類、胺類、酚類、含硫化合物12 類化合物（見表1）。其中，醇類數(shù)量最多，共有17 種；健康枝條中相對(duì)含量為20.431%，受害枝條中相對(duì)含量為16.337%，含量之間并無(wú)顯著差異。酮類數(shù)量占比第二，共有15 種；健康和受害枝條中相對(duì)含量分別為17.354%、17.593%，含量之間無(wú)并無(wú)顯著差異。2 種狀態(tài)下，油茶枝條化合物種類中酯類和胺類相對(duì)含量之間存在顯著差異，酚類化合物相對(duì)含量之間存在極顯著差異；酯類在危害狀態(tài)下較健康狀態(tài)下相對(duì)含量高約3.849%；胺類在健康狀態(tài)下較受危害狀態(tài)下相對(duì)含量高約0.295%；酚類相對(duì)含量健康狀態(tài)下約是危害狀態(tài)下的4 倍。

2.2 揮發(fā)物組分及相對(duì)含量分析

從表2 可以看出油茶枝條在油茶藍(lán)翅天牛危害和不危害狀態(tài)下釋放的揮發(fā)物分別鑒定出83 和82 種。甲酸葉醇酯僅在受到油茶危害的枝條中檢測(cè)到，相對(duì)含量為4.814%。健康枝條中，β- 羅勒烯、2，6- 二甲基-5- 庚烯醛、羅勒烯、（-）- 順-香芹醇、α- 萜品醇、（R）-2- 己醇的相對(duì)含量較高，分別為6.964%、5.607%、4.902%、4.551%、3.779%、3.218%。在受到油茶藍(lán)翅天牛危害的枝條中，β- 羅勒烯、2，6- 二甲基-5- 庚烯醛、羅勒烯、甲酸葉醇酯、α- 萜品醇、（R）-2- 己醇相對(duì)含量較高，分別為7.647%、5.249%、5.224%、4.814%、3.611%、3.435%。2 種狀態(tài)下油茶枝條的7 種揮發(fā)物組分含量存在顯著性（P ＜ 0.05）或極顯著差異（P ＜ 0.01）。（-）- 順- 香芹醇在健康枝條中的相對(duì)含量（4.551%）與受害枝條中的相對(duì)含量（0.009%）存在極顯著差異（P ＜ 0.01）。2，4- 二甲基-1-（1- 甲基乙烯基）- 環(huán)己烯、間叔丁基- 苯酚、低聚乙醛、N-（1- 甲基乙基）- 苯甲胺、1- 甲氧基-4-甲基-2-（1- 甲基乙基）- 苯、2-（1，1- 二甲基乙基）-苯酚等化合物在2 種狀態(tài)下油茶枝條的揮發(fā)物中相對(duì)含量均存在顯著差異（P ＜ 0.05）。

3 討 論

植物揮發(fā)物種類和數(shù)量受內(nèi)源和外源因素影響，內(nèi)源因素主要為樹齡和部位。對(duì)于油茶揮發(fā)物成分的鑒定分析，龍正海等[18] 測(cè)定了油茶樹嫩枝揮發(fā)性成分，總共分析到35 種化合物，其中α-萜品醇、芳樟醇、香葉醇、橙花叔醇、水楊酸甲酯、1- 辛醇相對(duì)含量較多，α- 萜品醇占比最多，為13.18%。邱建生等[19] 測(cè)定了貴州、云南2 省12 種山茶屬Camellia 植物花的揮發(fā)性物質(zhì)及相對(duì)含量，共分離鑒定出醛類、酮類、醇類、酯類、萜烯類、烷烴類、酸類及其他共8 類揮發(fā)性化合物，41 ～ 88 種；其中醇類平均相對(duì)含量占比最高，達(dá)29.87%；醇類組分中以（Z）-3- 己烯-1- 醇相對(duì)含量最高。劉微芬等[20] 從“長(zhǎng)林”系列4 個(gè)品種油茶花中分別鑒定出94 ～ 101 種化合物，包含了醇、酮、烷烴、芳香烴、酯和醛等類別化合物，其中醇類化合物在油茶花的主要揮發(fā)性成分中占比最高。黃欣等[21] 測(cè)定出幼齡油茶健康枝葉揮發(fā)物共含有17 種類別，其中以萜烯類化合物的含量相對(duì)較高，其次為烷烴類和酯類；組分以α- 法尼烯含量最高，含量達(dá)27.397%。Liang 等[22] 測(cè)定了油茶新鮮果殼和干燥果殼中揮發(fā)物的成分，在新鮮果殼中發(fā)現(xiàn)了4 種關(guān)鍵的香氣化合物，分別是間甲酚、對(duì)甲酚、冰片和2，3- 二甲苯；在干燥果殼中發(fā)現(xiàn)16 種，包括2- 壬烯醛、正癸烷醛、香葉醇、冰片等。本研究測(cè)定的油茶枝條揮發(fā)物類別以醇類相對(duì)含量最高，組分以β- 羅勒烯相對(duì)含量最高，與其他研究人員關(guān)于油茶嫩枝和油茶花鑒定出的揮發(fā)性化合物有一定的差異。例如，在油茶樹嫩枝揮發(fā)性成分中最高含量α- 萜品醇的含量[18] 是本研究中α- 萜品醇含量的3.5 倍；山茶花中揮發(fā)性成分中以醇類相對(duì)含量最高[20]，與本研究中健康枝條中醇類相對(duì)含量最高一致；幼齡油茶健康枝葉揮發(fā)物以萜烯類化合物的含量最高[21]，而本研究中萜烯類化合物含量排第三；干燥果殼中揮發(fā)物的成分僅為16 種[22] 與本研究測(cè)定的揮發(fā)物的成分有82種之多有一定的差異，這可能與揮發(fā)物的提取方法[23] 以及提取植物的生長(zhǎng)發(fā)育程度、組織部位等因素有關(guān)[24]。

植物揮發(fā)物是植物向環(huán)境生物傳遞信息的載體。當(dāng)周圍環(huán)境發(fā)生改變時(shí)，植物會(huì)作出相應(yīng)的應(yīng)答反應(yīng)，導(dǎo)致散發(fā)的揮發(fā)物的種類和數(shù)量產(chǎn)生變化。劉娟[25] 測(cè)定出云南松受小蠹蟲蛀梢脅迫后釋放的α- 蒎烯的相對(duì)含量顯著減少、而β- 蒎烯的相對(duì)含量顯著增加。郝德君等[26] 比較、分析了松墨天牛對(duì)健康枝條揮發(fā)物和被松材線蟲危害的枝條揮發(fā)物的觸角電位和行為反應(yīng)，結(jié)果表明松墨天牛對(duì)被害枝條揮發(fā)物表現(xiàn)更有引誘效果。本研究測(cè)定2 種不同狀態(tài)下油茶枝條揮發(fā)物存在種類和數(shù)量，發(fā)現(xiàn)受油茶藍(lán)翅天牛危害后，（-）- 順-香芹醇、間叔丁基- 苯酚、2-（1，1- 二甲基乙基）-苯酚相對(duì)含量顯著減少，而甲酸葉醇酯、2，4- 二甲基-1-（1- 甲基乙烯基）- 環(huán)己烯、低聚乙醛、N-（1-甲基乙基）- 苯甲胺則顯著增加。含量變化趨勢(shì)不同可能來(lái)源于植物對(duì)受到不同蟲害脅迫做出的應(yīng)答反應(yīng)。

植物揮發(fā)物可以參與害蟲的寄主選擇行為或者作為吸引天敵定位害蟲的信號(hào)物質(zhì)。基于植物揮發(fā)物開發(fā)引誘劑可用于誘捕[27]。吳佳昊等[28] 研究發(fā)現(xiàn)α- 蒎烯和β- 羅勒烯對(duì)星天牛具有強(qiáng)烈引誘作用，吳軒[29] 研究發(fā)現(xiàn)順-3- 己烯醇、乙酸葉醇酯、α- 蒎烯、壬醛，這些揮發(fā)物可用來(lái)開發(fā)作為光肩星天牛的引誘劑。如果從本研究結(jié)果中選擇含量較高的幾種揮發(fā)性化合物，來(lái)進(jìn)行油茶藍(lán)翅天牛觸角電位試驗(yàn)以及田間引誘試驗(yàn)，有可能開發(fā)出油茶藍(lán)翅天牛的引誘劑，甚至可通過(guò)人工合成比具有引誘作用的天然揮發(fā)物更有穩(wěn)定性和誘蟲效果更優(yōu)的類似物來(lái)研制引誘劑[30]，為油茶藍(lán)翅天牛生物防治開辟新的途徑。其中甲酸葉醇酯僅在受到油茶藍(lán)翅天牛危害的枝條中存在。雖然目前尚無(wú)關(guān)于甲酸葉醇酯對(duì)天牛類具有引誘作用的報(bào)道，但在今后進(jìn)行油茶藍(lán)翅天牛引誘劑開發(fā)中可以考慮把甲酸葉醇酯作為重點(diǎn)研究對(duì)象，驗(yàn)證其是否具有開發(fā)為油茶藍(lán)翅天牛引誘劑的價(jià)值。

4 結(jié) 論

本研究利用全自動(dòng)頂空固相微萃取技術(shù)（HSSPME）結(jié)合GC-MS 聯(lián)用技術(shù)對(duì)健康和受油茶藍(lán)翅天牛危害的油茶枝條揮發(fā)物組分進(jìn)行鑒定，分別鑒定出82 和83 種，包含了酮類、含氮化合物、醇類、萜類、雜環(huán)化合物、酯類、烴類、醛類、芳烴類、胺類、酚類、含硫化合物12 個(gè)類別。在2 種不同狀態(tài)枝條中均以β- 羅勒烯相對(duì)含量最高，其次為2，6- 二甲基-5- 庚烯醛、羅勒烯、（-）- 順-香芹醇、α- 萜品醇、（R）-2- 己醇。甲酸葉醇酯是受害枝條特有的揮發(fā)性化學(xué)物。2 種狀態(tài)下油茶枝條釋放的多種揮發(fā)物間存在顯著性差異。在健康枝條中，（-）- 順- 香芹醇相對(duì)含量高達(dá)4.551%，而在受到油茶藍(lán)翅天牛危害的枝條中相對(duì)含量?jī)H為0.009%，兩者之間存在極顯著差異（P ＜ 0.01）；此外，2，4- 二甲基-1-（1- 甲基乙烯基）- 環(huán)己烯、間叔丁基- 苯酚、低聚乙醛、N-（1- 甲基乙基）-苯甲胺、1- 甲氧基-4- 甲基-2-（1- 甲基乙基）- 苯、2-（1，1- 二甲基乙基）- 苯酚等化合物間均存在顯著差異（P ＜ 0.05）。利用本試驗(yàn)關(guān)于油茶枝條受油茶藍(lán)翅天牛危害后揮發(fā)物種類和含量的結(jié)果，可進(jìn)一步進(jìn)行油茶藍(lán)翅天牛引誘試驗(yàn)，為研制油茶藍(lán)翅天牛引誘劑提供依據(jù)。

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[ 本文編校：張雨朦]

基金項(xiàng)目：江西林業(yè)科技創(chuàng)新專項(xiàng)（[2021]26 號(hào)）；江西省林業(yè)科學(xué)院應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目（2024512501）。