3種杏樹葉片揮發性成分的分析

王 怡，郝俊平，劉紅霞，李 捷

（1.山西農業大學 園藝學院，山西 太谷 030801；2.晉中市太谷區氣象局，山西 太谷 030800；3.山西農業大學 基礎部，山西 太谷 030801）

黃褐幕枯葉蛾Malacosoma neustria testaceaMotschulsky屬鱗翅目（Lepidoptera）枯葉蛾科（Lasiocampidae）幕枯葉蛾屬（Malacosoma），又名黃褐天幕毛蟲，是一種雜食性食葉害蟲，為害多種闊葉類林木和果樹。幼蟲有吐絲拉網習性，在枝間結大型絲幕，群棲絲幕中取食，嚴重影響樹木光合作用。廣泛分布于東北、華北地區。近年來，關于黃褐幕枯葉蛾在杏樹上大發生的報道數見不鮮，如2017 年—2018 年，在新疆野巴旦杏保護區大規模發生[1]；2002年以來，黃褐天幕毛蟲在赤峰市中部、北部的山杏林內發生[2]；自2011 年起，黃褐幕枯葉蛾危害山西省大同市陽高縣的主要經濟作物—華縣大接杏，發生重災區杏樹葉片幾乎被啃光，導致杏的產量和品質大幅下降，給當地農民造成嚴重的經濟損失[3]。當蟲害發生時，人們首先考慮如何避免經濟損失，造成片面追求防治效果而亂施農藥，甚至過量使用高毒、劇毒農藥，導致農藥殘留量嚴重超標，在污染環境的同時也對人們的身體健康造成威脅，與保護生物多樣性、維護生態平衡以及食品綠色安全生產的目標背道而馳。因此，積極探索高效、低毒、無污染的新型黃褐幕枯葉蛾防治方法非常緊迫。

能否找到適宜的寄主植物并獲得充足的營養是植食性昆蟲種群繁衍的關鍵，而植物的特異性揮發物或特定比例的揮發物組分形成了該種植物的指紋圖譜，寄主植物揮發物在植食性昆蟲寄主尋找和定位過程中發揮著重要的作用[4,5]。如果可以明確寄主植物的揮發性化學組分，在此基礎上進一步通過生物活性測定試驗篩選出具有引誘或驅避活性的組分，可以幫助探索基于寄主定位和害蟲引誘的無公害防控黃褐幕枯葉蛾的新方法。因此，本研究以文獻報道中黃褐幕枯葉蛾為害較為嚴重的3種杏樹品種（華縣大接杏、野巴旦杏和山杏）為研究對象，采用頂空固相微萃取氣質聯用儀（HSSPME-GC-MS）分析樹葉中的主要揮發性組分。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮華縣大接杏、野巴旦杏、山杏樹葉，2019年4月26日在山西省農業科學院果樹研究所內摘取。

1.2 儀器設備

氣相色譜-質譜聯用儀：Thermo Scientific TRACE1300-TRACE ISQ；SPME 萃取頭：50/30 μm DVB/CAR/PDMS。

1.3 方法

1.3.1 揮發物萃取

分別稱取5 g 新鮮樹葉，剪碎后迅速放入氣質聯用儀配套專用容量為15 mL 的固相微萃取瓶，擰緊瓶蓋后進行揮發物萃取。

樣品震蕩吸附程序：40℃震蕩10 min，萃取頭250℃解吸10 min，吸附30 min，解吸5 min。

1.3.2 GC-MS分析

氣相色譜條件：載氣為高純氮氣，進樣方式為無分流進樣，毛細管柱為TG-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm，5%Phenyl Methylpolysiloxane），進樣口溫度與檢測器溫度都為250℃，柱溫起始溫度為80℃，保持2 min，以4 ℃·min-1速率升溫至180℃，再以10℃·min-1速率升溫至240℃，保持5 min。

質譜條件：電離方式EI，電子能量為70 eV，掃描質量范圍為30～500 m·z-1，速度0.2 s·scan-1，傳輸線溫度為280℃，四級桿溫度為150 ℃，離子源溫度為280 ℃。通過氣相色譜-質譜聯用分析得到的質譜數據經過計算機在NIST（MS Search 2.0）標準譜庫系統全掃式掃描，并結合相關文獻核查，確定揮發物成分，并通過面積歸一法定量，得知該揮發物的相對含量（氣相色譜圖中組分峰面積與總峰面積的比值）。

2 結果與分析

使用固相微萃取并通過氣相色譜-質譜聯用儀分析三種杏樹葉片，鑒定出綠葉性氣體、萜烯類、脂肪族化合物、芳香族化合物、脂環族化合物5 種類別的28 種揮發性物質，見表1。其中綠葉性氣味物質9 種，在山杏葉片揮發物中占75.74%，在大接杏葉片揮發物中占38.6%，在野巴旦杏葉片揮發物中占13.02%；萜烯類物質7 種，在山杏葉片揮發物中占5.71%，在華縣大接杏葉片中占25.84%，在野巴旦杏葉片中占17.12%；脂肪族化合物6 種，在山杏葉片中占2.43%，在華縣大接杏葉片中占0.71%，在野巴旦杏葉片中占0.25%；芳香族化合物4 種，在山杏葉片中占4.67%，在華縣大接杏葉片中占4.41%，在野巴旦杏葉片中占22.61%；脂環族化合物2 種，在山杏葉片中占2.17%，在華縣大接杏葉片中占24.27%，在野巴旦杏葉片中占37.11%，見圖1。

圖1 山杏、華縣大接杏和野巴旦杏葉片中不同類別揮發物相對含量Fig.1 Different kinds of volatiles in leaves of Armeniaca sibirica,Armeniaca vulgaris and Amygdalus communis

表1 山杏、華縣大接杏和野巴旦杏葉片的揮發性物質Tab.1 Volatiles in the leaves of Armeniaca sibirica,Armeniaca vulgari and Amygdalus communis

三種杏樹葉片中的綠葉性氣體揮發物以4-己烯-1-醇乙酸酯為主，在山杏、華縣大接杏和野巴旦杏葉片中的含量分別為39.48%、20.98%、11.66%。山杏葉片中丁酸葉醇酯與葉醇含量也較高，分別為12.72%、9.04%；華縣大接杏葉片中丁酸葉醇酯、異戊酸葉醇酯與反-2-甲基-2-丁烯酸葉醇酯的含量接近，分別為4.16%、4.05%、4.11%；野巴旦杏葉片中除4-己烯-1-醇乙酸酯之外的綠葉性氣體揮發物含量均較低。

在萜烯類化合物中，山杏葉片中的石竹烯的含量最高，為2.34%，華縣大接杏與野巴旦杏葉片中主要是β-羅勒烯，含量分別為22.83%與14.67%。

在脂肪族化合物中，2，3-二甲基-4-戊烯-2-醇僅在山杏葉片中檢測到，含量為2.04%，其他5 種化合物壬醛、十二烷、癸醛、十三烷與十六烷在三種杏樹葉片中含量都很低。

在芳香族化合物中，鄰二甲苯在山杏葉片中含量最高，為2.75%，其次為對二甲苯，含量為1.76%；在華縣大接杏葉片中鄰二甲苯與對二甲苯的含量分別為1.88%與1.85%，含量接近；在野巴旦杏葉片中鄰二甲苯與對二甲苯含量分別為11.29%與10.55%。其他兩種芳香族化合物萘與水楊酸甲酯在三種杏樹葉片中含量較低。

在脂環族化合物中，1，1-二甲基-3-亞甲基-2-乙烯基環己烷在三種杏樹葉片中的含量分別為1.66%、22.62%、36.61%；3-甲基-2-（順-2-戊烯基）-2-環戊烯-1-酮的含量比較低，分別為0.51%、1.65%、0.50%。

3 討論

本文測定了黃褐幕枯葉蛾為害較為嚴重的3種杏樹品種葉片揮發物的組成及含量，在山杏葉片揮發物中綠葉揮發物所占比例最高，在華縣大接杏葉片中綠葉揮發物、萜烯類、脂環族化合物所占比例較高，在野巴旦杏葉片中脂環族、芳香族化合物所占比例較高。相對含量較高的物質有7種，其中，山杏葉片中揮發物含量較高的物質為4-己烯-1-醇乙酸酯、丁酸葉醇酯和葉醇，華縣大接杏葉片中揮發物含量最高的物質為β-羅勒烯、1，1-二甲基-3-亞甲基-2-乙烯基環己烷和4-己烯-1-醇乙酸酯，野巴旦杏葉片中揮發物含量最高的物質為1，1-二甲基-3-亞甲基-2-乙烯基環己烷、β-羅勒烯、4-己烯-1-醇乙酸酯、鄰二甲苯和對二甲苯。

4-己烯-1-醇乙酸酯和β-羅勒烯被認為與機械和蟲害損傷有關，同健康植株釋放的揮發物相比，機械損傷處理、茉莉酸甲酯處理以及蘋果小吉丁成蟲危害后的新疆野蘋果植株上4-己烯-1-醇乙酸酯和β-羅勒烯含量變化較大[14]，金紋細蛾為害可以誘導蘋果葉片揮發羅勒烯[15]。丁酸葉醇酯具有新鮮蘋果香味，并帶有玫瑰香氣和杏的甜味。葉醇廣泛分布于綠色植物的葉、花和果實中，具有強烈的新鮮草葉、茶葉和水果青香。1，1-二甲基-3-亞甲基-2-乙烯基環己烷在尾葉紫薇、紫薇、栓皮櫟等喬木中普遍存在[16-17]。鄰二甲苯和對二甲苯同樣具有有芳香氣味。

植食性昆蟲主要利用寄主植物釋放的化學信號來確定自己的寄主定向，從而準確地找到寄主植物。小菜蛾趨向于十字花科植物釋放的揮發物異硫氰酸酯[6-8]。菊科植物Vernonia condensata Asteraceae 揮發物對葉嬋有明顯的引誘活性[9]。葡萄漿果蛾雌蛾對11 種葡萄嫩枝揮發物有較強的電生理活性，其中芳樟醇,壬醛，癸醛，石竹烯和香葉烯以一定的比例混合后可誘導雌蛾產生定向飛行行為[10,11]。在馬鈴薯花揮發物中苯乙酸甲酯和苯乙醇對交配后的Tecia solanivoca Povolny 雌蛾有引誘作用[12,13]，等等。利用以寄主植物揮發物為代表的生物源引誘劑對害蟲進行誘殺，是目前常用的綠色防控手段之一，為害蟲種群的監測和控制策略開辟了一條新型高效的防治途徑。如：從植物揮發物中篩選獲得的引誘劑對華北大黑鰓金龜成蟲具有顯著引誘效果[18]，特定比例的植物源成分混配后對橘小實蠅具有很好的引誘效果[19]，植物源引誘劑對舞毒蛾具有很好的監測與控制作用[20]。

植物次生物質資源豐富，種類繁多，開發潛力巨大，作為生物農藥的一種具有重要的經濟和生態價值。本文測得的杏樹葉片揮發物種類及相對含量為下一步篩選獲得引誘或趨避黃褐幕枯葉蛾的配方提供化學物質基礎。