長白山紅松林針葉次生代謝產物研究

劉雨林 張蘭 王元興 任炳忠 王寅亮

摘 要：紅松是我國重要的經濟樹種，近年來由于長白山地區紅松病蟲害的發生較為嚴重，因而抗蟲樹種的選育顯得尤為重要。該研究對長白山地區露水河鎮紅松種子園中4個小區的紅松針葉揮發物進行了氣味采集分析，結果顯示，在4個小區共采集到17種共有的揮發物成分，但含量有所不同。通過對紅松針葉揮發物的分析，結合化合物的本身抗蟲特性，為紅松抗蟲品種的選育提供了新的思路。

關鍵詞：紅松針葉;GC-MS;揮發物

中圖分類號 S79文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）20-0028-04

Abstract：Pinus koraiensis is an important economic tree species in China. In recent years，it has been found that the red pine pests and diseases in Changbai Mountain area are more serious，and the breeding of insect-resistant tree species is particularly important.In this study，the odor collection and analysis of the volatiles of Pinus koraiensis needles in four communities in the Hongsong Seed Garden of Lushuihe Town，Changbai Mountain area were carried out.The results showed that 17 common volatile components were collected in 4 plots，but the contents were different.This study provides a new idea for the breeding of Pinus koraiensis insect-resistant varieties by analyzing the volatiles of Pinus koraiensis needles and combining the insect resistance characteristics of the compounds themselves.

Key words：Red pine needles;GC-MS;Volatile

1 引言

紅松（Pinus koraiensis）為常綠喬木，隸屬于松科（Pinaceae）松屬（Pinus）[1]，廣泛分布于我國東北地區，朝鮮半島及俄羅斯遠東等地區，是重要的木材和堅果生產物種之一[2]。在我國，主要生長于長白山地區[3]，是東北3省用材林的重要后備資源[4]。紅松的果實、松仁中含有豐富的粗纖維、粗蛋白以及各種不飽和脂肪酸等營養物質，是人體內蛋白質（氨基酸）和油（脂肪酸）的營養來源[5-6]，可以為人體提供常見的必需脂肪酸，是一種男女老少喜食、美容養顏、延緩衰老、營養價值較高的堅果類食物，并且具有降低膽固醇、抗癌等藥用價值[7-11]。

紅松常見的病害有紅松皰銹病、紅松爛皮病、紅松立枯病，常見的蟲害有紅松球蚜、松梢螟以及落葉松毛蟲[12-14]。在生態系統中，綠色植物是能量的初級生產者，對于其他營養級的生物能量獲取均依賴于它。為了克服綠色植物無法移動的限制，并且滿足繁衍后代的需要，綠色植物與植食性昆蟲之間形成了極為密切，互惠共生的聯系[15-17]。昆蟲通過寄主植物揮發出來的信息化合物，來尋找可食物質和產卵棲息地;植物也可以通過產生大量的次生性化學物質即揮發物，來對取食的昆蟲產生拒避或吸引的作用[18]。植物葉片揮發物在對昆蟲的各種行為可以產生很大的影響，并且在害蟲的實時監測和其綜合防治的過程當中也發揮著不可忽視的作用。

彭璐等研究表明，紅松針葉葉片中的揮發性物質與病蟲害有著直接的聯系。例如，在遭受松梢象危害后，健康的紅松枝干上的針葉揮發物與被危害的枝干上的針葉揮發物在組分和含量上存在著顯著的差異[19-20]。通過對寄主植物葉片揮發物的研究，從化學生態學的角度出發，不僅有助于更好地理解和調節害蟲群落動態的因素，也有助于紅松抗蟲品種的選育[21]。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

2.1.1 供試材料 長白山紅松種子園內的紅松。

2.1.2 試驗林概況 紅松試驗林位于吉林省白山市撫松縣露水河鎮國家級紅松良種基地（緯度：42°27′～42°28′N、經度：127°46′～127°47′E）。氣候為溫帶季風性氣候，海拔0.7～0.8km，土壤暗棕色，十分適宜紅松的生長;年平均氣溫4℃，無霜期110d，全年降水充沛，降水量為800mm，年水分蒸發量為1058mm，年平均日照時數2353h。試驗林采用完全隨機區組設計，3m2為1個小區，每小區共有4株紅松，植株之間左右間隔1.5m，前后間隔2m。

2.2 試驗方法

2.2.1 紅松針葉的采集 2017年6月，在露水河鎮紅松試驗林中隨機選擇4個小區，分別為2、6、9、14，對每個小區的3～4株植株進行采樣，采樣信息見表1。采樣時，用干凈的剪刀剪下紅松針葉，將針葉放入取樣袋中，樣本量約占取樣袋總體積的2/3。將袋中空氣排走，做好標記，冰上保存待測。

2.2.2 紅松針葉揮發物的測定 取樣完成后，迅速將取樣袋中紅松針葉樣本送到中國科學院應用化學研究所，對葉片揮發物進行氣相色譜-質譜法（GC-MS）檢測。得到4個小區不同個體針葉所有揮發物的具體成分、出峰時間及含量的數據。

[10]Zhen YW，Zhi RN. Effects of unsaturated fatty acids of Pinus koraiensis on lipid metabolism and brain function in obese rats [J].Acta Nutrimenta Sinica，2008，30：547-550.

[11]Su X-Y，Wan Z-Y，Liu J-R. In vitro and in vivo antioxidant activity of Pinus koraiensis seed extract containing phenolic compounds [J].Food Chemistry，2009，117： 681-686.

[12]Bae SW，Hwang J，Lee ST，etal. Changes in soil temperature，moisture content，light availability and diameter growth after thinning in Korean pine （Pinus koraiensis） planta-tion [J].Korean For Soc 99（3）：397-403.

[13]曲楊.紅松皰銹病的主要危害及防治措施[J].中國林副特產，2018（05）：50-51.

[14]宋晉軍.紅松林常見病蟲害防治[J].吉林農業，2019（15）：85.

[15]欽俊德.昆蟲與植物關系的研究進展和前景[J].動物學報，1995（01）：12-20.

[16]Dicke M. Chemical ecology of host-plant selection by herbivorous arthropods：a multitrophic perspec-tive [J].Biochemical Systematics and Ecology，2000，28（7）：601-617.

[17]Vet L E M. From chemical to population ecology：in-fochemical use in an evolutionary context [J].Journal of Chemical Ecology，1999，25（1）：31-49.

[18]李欣，白素芬.寄主植物-植食性昆蟲-天敵三重營養關系中化學生態學的研究進展[J].河南農業大學學報，2003，37（3）： 224-232.

[19]彭璐，盛平友，姜瑞鳳，等.松梢象危害前后紅松揮發性物質的變化[J].東北林業大學學報，2009，37（07）：99-101.

[20]姜國云，蔣路平，宋雙林，等.紅松半同胞家系遺傳變異分析及果材兼用優良家系選擇[J].植物研究，2018，38（05）：775-784.

[21]Deng Jie，Yu Hong-Jun，Li Yun-Yun，et al. Leaf Volatile Compounds and Associated Gene Expression during Short-Term Nitrogen Deficient Treatments in Cucumis Seedlings[J].International journal of molecular sciences，2016，17（11）.

[22]張季林，魏惠珍，張潔.β-石竹烯生物學功能的研究進展[J].山東醫藥，2018，58（38）：110-112.

[23]向玉勇，劉同先，張世澤.植物揮發物在植食性昆蟲寄主選擇行為中的作用及應用[J].安徽農業科學，2015，43（28）：92-94

[24]Chénier J V，Philogène B J. Field responses of certain forest Coleoptera to conifer monoterpenes and ethanol[J].Journal of Chemical Ecology，1989，15（6）：1729-1745.

[25]劉剛.d-檸檬烯對柑橘全爪螨田間防治效果較好[J].農藥市場信息，2018（14）：45.

（責編：張宏民）