3种棕榈科植物挥发物成分分析

陈智明 邓真 过赋文 张二娜 李敏

摘要[目的]探究3种棕榈科（Palmae）植物挥发物（VOCs）组分。[方法]采用活体植物动态顶空采集法收集长叶刺葵（Phoenix canariensis Chabaud）、丝葵[Washingtonia filifera（Lind.）H.Wendl.]和软叶刺葵（Phoenix hanceana OBrien）3种棕榈科植物VOCs，利用气相色谱-质谱联用法分析了这3种植物VOCs 的主要成分。[结果]3种棕榈科植物挥发物组分有萜烯类、醇类、烷烃、酯类、酚类、醌类和醛类，且萜烯类和醇类等为主要成分。[结论]3种植物皆含有诱集椰心叶甲的关键化合物，该研究结果为棕榈科植物虫害的综合防治提供了理论依据。

关键词棕榈科植物； 挥发物； 气相色谱/质谱联用

中图分类号S687.1文献标识码A文章编号0517-6611（2017）35-0152-03

Abstract[Objective]To study the constituents of volatile organic compounds（VOCs）in Palmae.[Method] VOCs from Phoenix canariensis Chabaud， Washingtonia filifera（Lind.） H.Wendl and Phoenix roebelenii OBrien were collected by using the dynamic headspace aircirculation method. Then， the main VOCs compounds were identified with system gas chromatography-mass spectrum（GC-MS）. [Result]VOCs in 3 kinds of Palmae plants contained terpenes， alcohols， alkanes， esters， phenols， quinones and aldehydes， in which the most abundant compounds were terpenes， alcohols，etc.. [Conclusion]3 kinds of Palmae plants all contain the key components that attracting Brontispa longissima （Gestro）. The result provided a theoretical basis for integrated pest management on Palmae.

Key wordsPalmae；VOCs；GC-MS

長叶刺葵（Phoenix canariensis Chabaud）、丝葵[Washingtonia filifera（Lind.）H.Wendl.]和软叶刺葵（Phoenix roebelenii OBrien）是棕榈科3种重要的经济植物，主要用于南方城市道路绿化。椰心叶甲[Brontispa longissima（Gestro）]是棕榈科植物重要害虫，为害棕榈科25属，约34种[1]，野外调查发现3种植物受椰心叶甲危害严重程度依次为丝葵、软叶刺葵、长叶刺葵，与前期室内寄主选择行为研究结果一致。

植物挥发性有机物（Volatile organic compounds，VOCs）是通过植物体内次生代谢途径合成的低沸点、易挥发的小分子化合物[2]。在生态系统中，植物VOCs 具有重要的化学信息传递作用，如多数植食性昆虫能通过嗅觉感知植物的挥发性气味去寻找合适的寄主进行取食和产卵[3-4]，植物VOCs在寄主选择行为中起着关键作用。该试验采用活体植物动态顶空采集法与气相色谱-质谱（GC-MS）联用分析技术[5-6]，分析了3种棕榈科植物所释放的挥发物组成成分，为阐释其化学信息传递机理提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料

供试植物为长叶刺葵、丝葵和软叶刺葵，其中长叶刺葵采自闽侯县国宾大道绿化带，丝葵采自福州市马尾区江滨东大道绿化带，软叶刺葵采自福建农林大学校内。

1.2挥发物的采集

植物VOCs采集在福建农林大学应用生态研究所实验室内进行，挥发物样品采集过程确保在无损伤天然活体状态下进行。参考Kleinhentz等[7]的方法，采集长叶刺葵、丝葵和软叶刺葵3种植物心叶为样品。采用动态顶空气体循环采集法采集VOCs。首先将收集装置连接完成，检查气密性，采集过程为将心叶放进密闭的玻璃采气缸，打开空压机，将空气经过滤压进密闭系统，植物挥发物连同干净空气进入装有吸附剂的玻璃导管，收集时间为4 h。

收集完成将含有吸附剂的玻璃导管取下，用600 μL二氯甲烷洗脱进入GC-MS进样瓶，4 ℃冷藏备用。

1.3GC-MS操作及分析条件取1 μL洗脱液加入GC-MS 进样孔进行分析[8]。

色谱条件：美国Varian Saturn3900/2100气相联用仪（GC-MS），采用DB-5MS色谱柱（柱长30 m，内径0.25 mm，液膜0.25 μm），进样口温度250 ℃，起始柱温为60 ℃，保持2 min，以10 ℃/min升至130 ℃，保持10 min，以3 ℃/min升至190 ℃，再以10 ℃/min升至260 ℃，保持2 min。载气为氦气，纯度>99.999%，流速1 mL/min，不分流进样。

质谱条件：电离方式EI，电子能量70 eV，阱温220 ℃。GC-MS接口温度280 ℃。采集方式为全扫描，质量扫描范围为40～650 amu。

该试验操作软件平台：Saturn GC/MS Workstation Version5.52，谱库数据库为wiley7；nist98r；nist98m。

2结果与分析

2.13种棕榈科植物挥发物色谱图

利用气相色谱-质谱（GC-MS）联用分析技术对这3种棕榈科植物挥发物进行分析，获得色谱图，从图1～3可以看出，3种植物间所含物质种类和含量均存在差异。

2.23种棕榈科植物挥发物的差异

扣除本底空气杂质，所得数据经工作站数据处理系统利用面积归一化法处理，经分析确定出3种棕榈科植物挥发物的化合物成分及其相对百分含量（表1）。由表1可知，长叶刺葵VOCs含有15 种化合物，主要成分有2，4-二叔丁基苯酚、（E）-2-己烯-1-醇、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、3-乙基-3-甲基庚烷，占VOCs的67.0%；丝葵VOCs检测出17种化合物，主要成分有（E）-2-己烯-1-醇、柠檬烯、2-丙基-1-庚醇、香叶烯，占VOCs的81.0%；软叶刺葵VOCs检测出12种化合物，主要成分有2-丙基-1-庚醇、正己基正辛醚、柠檬烯、二十烷、2，4-二叔丁基苯酚、香叶烯，占VOCs的88.6%。

3种棕榈科植物的共有化合物成分为香叶烯、（E）-2-己烯-1-醇、柠檬烯、萜品油烯、邻苯二甲酸二丁酯和2，4-二叔丁基苯酚，以烯萜类化合物为主。长叶刺葵以己基癸醇、邻苯二甲酸二异丁酯和双十二烷基乙醚为特有成分；丝葵的特有成分有正己醛、3-己醇、反式-2-己烯醛、2-己醇、1-己醇和3-蒈烯；软叶刺葵无特有成分。

Fang等[9]研究表明，植物挥发物引诱椰心叶甲的关键成分为（E）-2-己烯-1-醇、香叶烯和柠檬烯。该研究结果显示长叶刺葵、丝葵和软叶刺葵3种植物叶片中均含有此3种成分，且含量由高到低依次为丝葵、软叶刺葵和长叶刺葵，该结果正好与野外调查得出的结论一致，进一步验证了试验结果。

3讨论与结论

植物中所含的挥发性次生代谢物质是指那些分子量为100～200的有机化学物质，包括内酯、醇类、烃类、醛类、酮类、有机酸、含氮化合物及有机硫等[10]。昆虫的行为会受到植物次生代谢挥发性物质的影响，植食性昆虫主要依靠化学感受器来识别植物的信号物质，其中最主要的是植物中的次生代谢产物[11]。次生代谢物质作为植物重要防御措施的一部分正引起人们的普遍关注[12]。

由3种棕榈科（Palmae）植物挥发物成分分析结果可以

看出，3种棕榈科植物心叶挥发物均含有烯类、醇类、酯类和酚类化合物，这些皆为3种棕榈科植物挥发物的主要成分。烷烃、醚在长叶刺葵和软叶刺葵中均含有，丝葵不含，另外软叶刺葵不含醌类化合物，另外2种含有。3种植物挥发物种类相似但是含量有显著差异。近年来，对植物挥发物防治害虫方面

的研究报道越来越广泛，研究显示，防治害虫的方式以驱避、拒食、毒杀为主[13]，植物挥发物对椰心叶甲诱集作用的影响因素很多，与气候、天敌、病害等皆有关系，其中的关系机理需要进一步验证。该研究主要是为找到3种棕榈科植物中对害虫具有引诱作用的植物VOCs 成分提供基础，从而利用其引诱特性来对椰心叶甲进行监测。

在对植物挥发物的研究中，传统的收集方法为化学法，如Fang等[9]采用正戊烷/二氯甲烷混合液萃取法从椰树心叶中提取挥发物；何洪巨等[14]采用蒸馏-萃取方法提取大葱（Allium fistulosum）和细香葱（Allium tuberosum）挥发物成分；王艺纯等[15]采用蒸馏水提取法获取观音草[Reineckia carnea（Andr.）Kunth.]挥发物成分。上述方法与该试验所用的收集方法有一定的差别。该试验采用的是活体植物动态顶空法与GC-MS 聯用分析技术，这是一种采集-吸附-分析相结合的活体植物挥发物成分分析的试验技术，可以有效排除外界挥发物的干扰，较真实地反映挥发物成分及其释放量，适合于近自然状态下植物挥发物的定性、定量分析[5]。

安徽农业科学2017年

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