三種針葉樹所含揮發(fā)性物質(zhì)與臺檜大痣小蜂危害的關(guān)系

經(jīng)驗人：孫天華 孫 燕 潘涌智 彭衛(wèi)紅

三種針葉樹所含揮發(fā)性物質(zhì)與臺檜大痣小蜂危害的關(guān)系

經(jīng)驗人：孫天華 孫 燕 潘涌智 彭衛(wèi)紅

采用XAD2吸附法和GC /MS法，對華山松球果、云南松球果和臺檜球果中所含揮發(fā)性物質(zhì)的種類及其含量進(jìn)行了分析測定。華山松、云南松兩種針葉樹球果的揮發(fā)性物質(zhì)成分基本相似。主要是以β-蒎烯、檸檬烯和β-香葉烯為主要成分。臺檜球果與華山松球果、云南松球果的揮發(fā)性物質(zhì)成分有很大的差異。另外，β-水芹烯在云南松球果揮發(fā)性物質(zhì)中占有相當(dāng)大的比重，而在其他幾種針葉樹球果中含量很少；在臺檜球果揮發(fā)性物質(zhì)中月桂烯和檜烯的含量比較多，而在其他兩種針葉樹球果揮發(fā)性物質(zhì)中含量相對較少或沒有。根據(jù)華山松球果、云南松球果和臺檜球果所含的揮發(fā)性物質(zhì)的種類及其含量，可以推測：臺檜球果中含有的月桂烯、檜烯兩種揮發(fā)性物質(zhì)中的任意一種或者兩種物質(zhì)的組成比例對臺檜大痣小蜂起引誘作用；而在華山松球果和云南松球果對臺檜大痣小蜂的趨避上，β-蒎烯、檸檬烯兩種揮發(fā)性物質(zhì)中的任意一種或者兩種物質(zhì)的組成比例可能起到了關(guān)鍵性的作用。

大量的研究結(jié)果表明，植物釋放的揮發(fā)性次生物質(zhì)對植食性昆蟲有引誘或驅(qū)避作用。植物的揮發(fā)性物質(zhì)可誘導(dǎo)昆蟲產(chǎn)生寄主定向行為、交配行為、產(chǎn)卵地點的選擇行為、取食、聚集、逃避和傳粉行為等，昆蟲則通過特定的化學(xué)感受器官識別和接受來自環(huán)境中的化學(xué)信息，為適應(yīng)環(huán)境和尋找生存最佳條件作出相應(yīng)的行為反應(yīng)。植物揮發(fā)性物質(zhì)的成分和相對比例在不同的屬、種及無性系之間均有不同程度的差異。

臺檜大痣小蜂（Megastigmus formosana） 是云南省新發(fā)現(xiàn)的臺檜（Juniperus formosana）球果及種子的主要害蟲，危害較為嚴(yán)重，但對同一立地條件下，同一林分內(nèi)的伴生樹種華山松、云南松兩種針葉樹球果及種子卻不危害。本文首次通過研究同一立地條件下同一林分內(nèi)臺檜球果和華山松、云南松球果的揮發(fā)性物質(zhì)成分和比例的差異，來分析的寄主選擇機(jī)制，尋求可以引誘或驅(qū)避大痣小蜂產(chǎn)卵的物質(zhì)。

材料與方法

6月在臺檜大痣小蜂危害期間，從云南省昆明市東川區(qū)臺檜分布區(qū)隨機(jī)采集球果，同時從附近林分采集華山松、云南松球果，立即用塑料袋包好，快速帶回室內(nèi)處理。

取洗凈干燥的100ml燒杯，各放入5 g XAD2（高分子微球吸附劑），將每個球果放入相應(yīng)的燒杯中，并編號，每放入一個球果就盡快用PARAFILM “M”塑料薄膜封口，以保證揮發(fā)性物質(zhì)被吸附劑充分吸收。40min后取出球果，并在每個燒杯中加入10 mL分析純二氯甲烷（CH2Cl2），再用新的塑料薄膜封口。12 h后，用移液管抽出分析純二氯甲烷液體，放入有相應(yīng)編號的小玻璃瓶內(nèi)，密封冷藏保存，利用氣相色譜儀和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對其進(jìn)行定量定性分析。

氣相色譜條件：30 QC2/AC5石英毛細(xì)管柱（30 m×0.32 mm）：柱溫 80～280℃，程序升溫3 ℃/ min；進(jìn)樣溫度250 ℃；氫火焰檢測器溫度250 ℃；進(jìn)樣量3.0 μL；分流比50：1；載氣為高純N2。

氣相色譜-質(zhì)譜條件：GC條件：HP-5MS石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；柱溫80～240 ℃，程序升溫3 ℃/min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；柱前壓100 kPa；進(jìn)樣量0.3 μL；分流比15：1；載氣為高純He氣。MS條件：電離方式EI；電子能量70 eV；傳輸線溫度250 ℃；離子源溫度230 ℃；質(zhì)量范圍35～450 amu；采用WILEY7N.L譜庫檢索定性，并參考文獻(xiàn)加以確認(rèn)。

結(jié)果與分析

球果揮發(fā)性物質(zhì)的種類及其含量

華山松、云南松和臺檜球果所含揮發(fā)性物質(zhì)見表1和圖1。對華山松球果所含揮發(fā)性物質(zhì)而言，主要以αpinene（α-蒎烯）、β-pinne（β-蒎烯）、βphellandrene（β-水芹烯）、limonene（檸檬烯）、γ-carene（γ-蒈烯）、tervinolene（萜品油烯）、β- myrcene（β-香葉烯）、ocimene（羅勒萜）為主；對云南松球果所含揮發(fā)性物質(zhì)而言，主要以α-pinene（α-蒎烯）、β-pinne（β-蒎烯）、βphellandrene（β-水芹烯）、limonene（檸檬烯）、γ-carene（γ-蒈烯）、tervinolene（萜品油烯）、β- myrcene（β-香葉烯）、ocimene（羅勒萜）為主；而臺檜球果所含揮發(fā)性物質(zhì)主要以α-pinene（α-蒎烯）、limonene（檸檬烯）、月桂烯、檜烯為主。

圖1　三種針葉樹球果揮發(fā)性物質(zhì)成分比較

表1　三種針葉樹球果揮發(fā)性物質(zhì)的比較

球果揮發(fā)性物質(zhì)對臺檜大痣小蜂產(chǎn)生的引誘與趨避作用

通過對云南松、華山松、臺檜三種針葉樹球果所含的揮發(fā)性物質(zhì)的測定和對比，得到以上數(shù)據(jù)（圖1，表1）。數(shù)據(jù)顯示：華山松球果的揮發(fā)性物質(zhì)主要以α-蒎烯、β-蒎烯、檸檬烯、β-香葉烯這四種揮發(fā)性物質(zhì)為優(yōu)勢組分，約占50％。云南松球果揮發(fā)性物質(zhì)中，主要以β-蒎烯、β-水芹烯、檸檬烯、γ-蒈烯、β-香葉烯這五種揮發(fā)性物質(zhì)為優(yōu)勢組分，約占67％。而在臺檜球果的揮發(fā)性物質(zhì)中，主要以α-蒎烯、月桂烯、檜烯這三種揮發(fā)性物質(zhì)為優(yōu)勢組分，約占75％。數(shù)據(jù)顯示，在臺檜球果中檢測到以月桂烯、檜烯為優(yōu)勢組分的揮發(fā)性物質(zhì)，在云南松球果和華山松球果中均未檢測到這兩種物質(zhì)。因此可推測臺檜球果中含有的月桂烯或檜烯對臺檜大痣小蜂有引誘作用；或者兩者共同對臺檜大痣小蜂起到引誘作用。另外，在云南松球果和華山松球果中均檢測到以β-蒎烯、檸檬烯這兩種為優(yōu)勢組分的揮發(fā)性物質(zhì)，而在臺檜中這兩種揮發(fā)性物質(zhì)的含量均比較低。所以可推測華山松球果和云南松球果中所含有的β-蒎烯或檸檬烯對臺檜大痣小蜂有一定的趨避作用；或β-蒎烯和檸檬烯二者共同作用對臺檜大痣小蜂起到趨避作用。

討論

在植物與昆蟲間的化學(xué)通訊中植物氣味物質(zhì)起著決定性的作用，它調(diào)控著昆蟲的多種行為，諸如引誘昆蟲趨向寄主植物，刺激昆蟲取食，引導(dǎo)昆蟲選擇產(chǎn)卵場所，進(jìn)行傳粉和防御昆蟲等。有些植物則當(dāng)受到食植性昆蟲危害時會釋出一些引誘害蟲天敵的化學(xué)信號。這些化學(xué)信號是一些揮發(fā)性萜類混合物，天敵昆蟲就以此來區(qū)分受害和未受害植株。有假設(shè)認(rèn)為，昆蟲對寄主所含揮發(fā)性物質(zhì)的利用，可能是利用其中的某些高度特化的揮發(fā)性化合物，或者利用寄主植物所含不同揮發(fā)性化合物的特殊比例。本文只是通過對華山松、云南松和臺檜這三種針葉樹球果所含揮發(fā)物質(zhì)進(jìn)行檢測分析和比較后，得出相應(yīng)的推測結(jié)論，以臺檜大痣小蜂為參照，試分析三種針葉樹球果揮發(fā)性物質(zhì)的成分。而對于臺檜球果，云南松球果和華山松球果中所含的揮發(fā)性物質(zhì)的組分和不同的組分配比形式，對臺檜大痣小蜂產(chǎn)生的引誘和趨避的作用及其機(jī)制還有待深入研究；特別是需要通過對其球果所含揮發(fā)性物質(zhì)的單一組分及不同比例的多種揮發(fā)性化合物組合，在該害蟲引誘上進(jìn)行進(jìn)一步測定，驗證各自的作用大小。

其次，臺檜大痣小蜂產(chǎn)卵時一般會選擇含飽滿種子較多的球果產(chǎn)卵，這在一定程度上也加重了對球果的危害。臺檜大痣小蜂對含飽滿種子較多的球果的判斷選擇，有可能是寄主植物的球果形狀、顏色對其視覺器官產(chǎn)生遠(yuǎn)距離的刺激，激發(fā)其選擇行為，也有可能是球果釋放出的化學(xué)物質(zhì)對其嗅覺和味覺器官的近距離刺激，其機(jī)制仍待進(jìn)一步研究探索。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.10.044