3种杏树叶片挥发性成分的分析

王 怡，郝俊平，刘红霞，李 捷

（1.山西农业大学 园艺学院，山西 太谷 030801；2.晋中市太谷区气象局，山西 太谷 030800；3.山西农业大学 基础部，山西 太谷 030801）

黄褐幕枯叶蛾Malacosoma neustria testaceaMotschulsky属鳞翅目（Lepidoptera）枯叶蛾科（Lasiocampidae）幕枯叶蛾属（Malacosoma），又名黄褐天幕毛虫，是一种杂食性食叶害虫，为害多种阔叶类林木和果树。幼虫有吐丝拉网习性，在枝间结大型丝幕，群栖丝幕中取食，严重影响树木光合作用。广泛分布于东北、华北地区。近年来，关于黄褐幕枯叶蛾在杏树上大发生的报道数见不鲜，如2017 年—2018 年，在新疆野巴旦杏保护区大规模发生[1]；2002年以来，黄褐天幕毛虫在赤峰市中部、北部的山杏林内发生[2]；自2011 年起，黄褐幕枯叶蛾危害山西省大同市阳高县的主要经济作物—华县大接杏，发生重灾区杏树叶片几乎被啃光，导致杏的产量和品质大幅下降，给当地农民造成严重的经济损失[3]。当虫害发生时，人们首先考虑如何避免经济损失，造成片面追求防治效果而乱施农药，甚至过量使用高毒、剧毒农药，导致农药残留量严重超标，在污染环境的同时也对人们的身体健康造成威胁，与保护生物多样性、维护生态平衡以及食品绿色安全生产的目标背道而驰。因此，积极探索高效、低毒、无污染的新型黄褐幕枯叶蛾防治方法非常紧迫。

能否找到适宜的寄主植物并获得充足的营养是植食性昆虫种群繁衍的关键，而植物的特异性挥发物或特定比例的挥发物组分形成了该种植物的指纹图谱，寄主植物挥发物在植食性昆虫寄主寻找和定位过程中发挥着重要的作用[4,5]。如果可以明确寄主植物的挥发性化学组分，在此基础上进一步通过生物活性测定试验筛选出具有引诱或驱避活性的组分，可以帮助探索基于寄主定位和害虫引诱的无公害防控黄褐幕枯叶蛾的新方法。因此，本研究以文献报道中黄褐幕枯叶蛾为害较为严重的3种杏树品种（华县大接杏、野巴旦杏和山杏）为研究对象，采用顶空固相微萃取气质联用仪（HSSPME-GC-MS）分析树叶中的主要挥发性组分。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜华县大接杏、野巴旦杏、山杏树叶，2019年4月26日在山西省农业科学院果树研究所内摘取。

1.2 仪器设备

气相色谱-质谱联用仪：Thermo Scientific TRACE1300-TRACE ISQ；SPME 萃取头：50/30 μm DVB/CAR/PDMS。

1.3 方法

1.3.1 挥发物萃取

分别称取5 g 新鲜树叶，剪碎后迅速放入气质联用仪配套专用容量为15 mL 的固相微萃取瓶，拧紧瓶盖后进行挥发物萃取。

样品震荡吸附程序：40℃震荡10 min，萃取头250℃解吸10 min，吸附30 min，解吸5 min。

1.3.2 GC-MS分析

气相色谱条件：载气为高纯氮气，进样方式为无分流进样，毛细管柱为TG-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm，5%Phenyl Methylpolysiloxane），进样口温度与检测器温度都为250℃，柱温起始温度为80℃，保持2 min，以4 ℃·min-1速率升温至180℃，再以10℃·min-1速率升温至240℃，保持5 min。

质谱条件：电离方式EI，电子能量为70 eV，扫描质量范围为30～500 m·z-1，速度0.2 s·scan-1，传输线温度为280℃，四级杆温度为150 ℃，离子源温度为280 ℃。通过气相色谱-质谱联用分析得到的质谱数据经过计算机在NIST（MS Search 2.0）标准谱库系统全扫式扫描，并结合相关文献核查，确定挥发物成分，并通过面积归一法定量，得知该挥发物的相对含量（气相色谱图中组分峰面积与总峰面积的比值）。

2 结果与分析

使用固相微萃取并通过气相色谱-质谱联用仪分析三种杏树叶片，鉴定出绿叶性气体、萜烯类、脂肪族化合物、芳香族化合物、脂环族化合物5 种类别的28 种挥发性物质，见表1。其中绿叶性气味物质9 种，在山杏叶片挥发物中占75.74%，在大接杏叶片挥发物中占38.6%，在野巴旦杏叶片挥发物中占13.02%；萜烯类物质7 种，在山杏叶片挥发物中占5.71%，在华县大接杏叶片中占25.84%，在野巴旦杏叶片中占17.12%；脂肪族化合物6 种，在山杏叶片中占2.43%，在华县大接杏叶片中占0.71%，在野巴旦杏叶片中占0.25%；芳香族化合物4 种，在山杏叶片中占4.67%，在华县大接杏叶片中占4.41%，在野巴旦杏叶片中占22.61%；脂环族化合物2 种，在山杏叶片中占2.17%，在华县大接杏叶片中占24.27%，在野巴旦杏叶片中占37.11%，见图1。

图1 山杏、华县大接杏和野巴旦杏叶片中不同类别挥发物相对含量Fig.1 Different kinds of volatiles in leaves of Armeniaca sibirica,Armeniaca vulgaris and Amygdalus communis

表1 山杏、华县大接杏和野巴旦杏叶片的挥发性物质Tab.1 Volatiles in the leaves of Armeniaca sibirica,Armeniaca vulgari and Amygdalus communis

三种杏树叶片中的绿叶性气体挥发物以4-己烯-1-醇乙酸酯为主，在山杏、华县大接杏和野巴旦杏叶片中的含量分别为39.48%、20.98%、11.66%。山杏叶片中丁酸叶醇酯与叶醇含量也较高，分别为12.72%、9.04%；华县大接杏叶片中丁酸叶醇酯、异戊酸叶醇酯与反-2-甲基-2-丁烯酸叶醇酯的含量接近，分别为4.16%、4.05%、4.11%；野巴旦杏叶片中除4-己烯-1-醇乙酸酯之外的绿叶性气体挥发物含量均较低。

在萜烯类化合物中，山杏叶片中的石竹烯的含量最高，为2.34%，华县大接杏与野巴旦杏叶片中主要是β-罗勒烯，含量分别为22.83%与14.67%。

在脂肪族化合物中，2，3-二甲基-4-戊烯-2-醇仅在山杏叶片中检测到，含量为2.04%，其他5 种化合物壬醛、十二烷、癸醛、十三烷与十六烷在三种杏树叶片中含量都很低。

在芳香族化合物中，邻二甲苯在山杏叶片中含量最高，为2.75%，其次为对二甲苯，含量为1.76%；在华县大接杏叶片中邻二甲苯与对二甲苯的含量分别为1.88%与1.85%，含量接近；在野巴旦杏叶片中邻二甲苯与对二甲苯含量分别为11.29%与10.55%。其他两种芳香族化合物萘与水杨酸甲酯在三种杏树叶片中含量较低。

在脂环族化合物中，1，1-二甲基-3-亚甲基-2-乙烯基环己烷在三种杏树叶片中的含量分别为1.66%、22.62%、36.61%；3-甲基-2-（顺-2-戊烯基）-2-环戊烯-1-酮的含量比较低，分别为0.51%、1.65%、0.50%。

3 讨论

本文测定了黄褐幕枯叶蛾为害较为严重的3种杏树品种叶片挥发物的组成及含量，在山杏叶片挥发物中绿叶挥发物所占比例最高，在华县大接杏叶片中绿叶挥发物、萜烯类、脂环族化合物所占比例较高，在野巴旦杏叶片中脂环族、芳香族化合物所占比例较高。相对含量较高的物质有7种，其中，山杏叶片中挥发物含量较高的物质为4-己烯-1-醇乙酸酯、丁酸叶醇酯和叶醇，华县大接杏叶片中挥发物含量最高的物质为β-罗勒烯、1，1-二甲基-3-亚甲基-2-乙烯基环己烷和4-己烯-1-醇乙酸酯，野巴旦杏叶片中挥发物含量最高的物质为1，1-二甲基-3-亚甲基-2-乙烯基环己烷、β-罗勒烯、4-己烯-1-醇乙酸酯、邻二甲苯和对二甲苯。

4-己烯-1-醇乙酸酯和β-罗勒烯被认为与机械和虫害损伤有关，同健康植株释放的挥发物相比，机械损伤处理、茉莉酸甲酯处理以及苹果小吉丁成虫危害后的新疆野苹果植株上4-己烯-1-醇乙酸酯和β-罗勒烯含量变化较大[14]，金纹细蛾为害可以诱导苹果叶片挥发罗勒烯[15]。丁酸叶醇酯具有新鲜苹果香味，并带有玫瑰香气和杏的甜味。叶醇广泛分布于绿色植物的叶、花和果实中，具有强烈的新鲜草叶、茶叶和水果青香。1，1-二甲基-3-亚甲基-2-乙烯基环己烷在尾叶紫薇、紫薇、栓皮栎等乔木中普遍存在[16-17]。邻二甲苯和对二甲苯同样具有有芳香气味。

植食性昆虫主要利用寄主植物释放的化学信号来确定自己的寄主定向，从而准确地找到寄主植物。小菜蛾趋向于十字花科植物释放的挥发物异硫氰酸酯[6-8]。菊科植物Vernonia condensata Asteraceae 挥发物对叶婵有明显的引诱活性[9]。葡萄浆果蛾雌蛾对11 种葡萄嫩枝挥发物有较强的电生理活性，其中芳樟醇,壬醛，癸醛，石竹烯和香叶烯以一定的比例混合后可诱导雌蛾产生定向飞行行为[10,11]。在马铃薯花挥发物中苯乙酸甲酯和苯乙醇对交配后的Tecia solanivoca Povolny 雌蛾有引诱作用[12,13]，等等。利用以寄主植物挥发物为代表的生物源引诱剂对害虫进行诱杀，是目前常用的绿色防控手段之一，为害虫种群的监测和控制策略开辟了一条新型高效的防治途径。如：从植物挥发物中筛选获得的引诱剂对华北大黑鳃金龟成虫具有显著引诱效果[18]，特定比例的植物源成分混配后对橘小实蝇具有很好的引诱效果[19]，植物源引诱剂对舞毒蛾具有很好的监测与控制作用[20]。

植物次生物质资源丰富，种类繁多，开发潜力巨大，作为生物农药的一种具有重要的经济和生态价值。本文测得的杏树叶片挥发物种类及相对含量为下一步筛选获得引诱或趋避黄褐幕枯叶蛾的配方提供化学物质基础。