HS-SPME＆GC-MS分析三裂繡線菊葉片的揮發性物質

靳澤榮，張金桐

（山西農業大學化學生態研究所，山西太谷030801）

HS-SPME＆GC-MS分析三裂繡線菊葉片的揮發性物質

靳澤榮，張金桐

（山西農業大學化學生態研究所，山西太谷030801）

虎榛子（Ostryopsis davidiana）是櫟黃枯葉蛾Trabala vishnou gigantina的一種重要寄主，而三裂繡線菊（Spiraea trilobata L.）是與虎榛子比鄰而生卻不被櫟黃枯葉蛾為害的非寄主植物。為了研究這種現象，以三裂繡線菊為研究對象，利用固相微萃取-氣相色譜質譜法（HS-SPME＆GC-MS）分析其葉片的揮發性物質，通過面積歸一法計算出各成分的相對含量。結果表明，從三裂繡線菊葉片中共鑒定出39種化學成分，其中，醇類5種，占36.10%；酯類化合物15種，占53.60%；萜烯類化合物6種，占6.02%；烷烴類化合物3種，占0.12%；其他類化合物10種，占1.37%。此結果可為櫟黃枯葉蛾植物源驅避劑的開發奠定基礎。

三裂繡線菊；HS-SPME＆GC-MS；揮發物

三裂繡線菊（Spiraea trilobata L.）屬于薔薇科Rosaceae繡線菊屬Spiraea，小枝細瘦，開展，葉片近圓形，傘形花序具花15～30朵。苞片線形或倒披針形，萼筒鐘狀，花瓣呈倒卵形，蓇葖果開張，花柱頂生稍傾斜，具直立萼片。花期5—6月，果期7—8月。生于多巖石向陽坡地或灌木叢中，海拔450～2 400 m，具有極強的生活力，是一種具有觀賞價值的灌木樹種。虎榛子是食葉性害蟲櫟黃枯葉蛾的重要寄主之一。近年來，該蟲對虎榛子危害日趨嚴重，其幼蟲輕則吃光葉片，僅剩枝干，致使虎榛子如火燒一樣，重則使虎榛子林成片枯死[1]，嚴重影響樹勢與果實產量，對我國的生態環境構成嚴重威脅。

然而，我們發現其野生種與虎榛子往往比鄰而生，但當虎榛子發生櫟黃枯葉蛾病蟲害時，三裂繡線菊往往不受絲毫影響。因此，為了研究這種現象，對三裂繡線菊進行了揮發物的收集與鑒定。

植物揮發物是指從植物的葉、花、果等表面散發出來的多種微濃度的揮發性次生物質，一般被認為是一些沸點小于340℃，分子量小于250的物質[2]。這類物質具有一定的“氣味”，可以作為化學通訊物質在植物與植物及植物與昆蟲之間起重要的“溝通”作用[3-4]。

目前，揮發物的提取方法主要有水蒸汽萃取法、超臨界流體萃取法、吹掃捕集法以及頂空固相微萃取法等[5-7]。與其他常用的揮發物提取方法相比，HS-SPME具有簡便、快速、經濟安全等優點，極大地提高了分析檢測效率，被廣泛用于植物揮發物的提取。

本研究利用HS-SPME萃取三裂繡線菊葉片的揮發性物質并通過GC-MS分離鑒定，為進一步探究揮發物在櫟黃枯葉蛾的寄主選擇等過程中的作用奠定基礎。

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料為新鮮三裂繡線菊樹葉，于2016年6月上旬在山西省太谷縣國營林場內采集。

1.2 儀器設備

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

1.3 方法

1.3.1 揮發物萃取稱取20 g取新鮮樹葉，剪碎放入氣質聯用儀配套專用的容量為50 mL的固相微萃取萃取瓶，擰緊瓶蓋立即進行HS-SPME＆GC-MS分析，樣品振蕩吸附程序：40℃震蕩10 min，萃取頭250℃解吸10 min，吸附30 min，解吸5 min。氣相升溫程序和質譜設置與吸附劑吸附法一致[8-11]。

1.3.2 色譜和質譜分析條件

氣相色譜條件：高純氮氣為載氣，無分流進樣，毛細管柱為TG-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm，5%苯基甲基聚硅氧烷），色譜升溫程序設定為80℃保持2min，然后以4℃/min的升溫速率升至180℃，再以10℃/min的升溫速率升至240℃，恒溫5min；進樣口和檢測器溫度設為250℃[12-15]。

質譜條件：質譜電離方式為電子轟擊離子源（EI源），電子能量為70 eV，掃描質量范圍30～500 m/z，速度0.2 sec/scan，傳輸線溫度280℃，四級桿溫度150℃，離子源溫度280℃。質譜圖采用NIST（MSSearch 2.0）標準譜庫系統進行全掃描模式掃描，用計算機檢索定性質譜圖中各色譜峰對應的物質，根據相似度給出可能的物質分子結構[16]。

2 結果與分析

利用HS-SPME萃取三裂繡線菊葉片的揮發物并利用GC-MS分離鑒定，結果表明，三裂繡線菊葉片中共鑒定出39種揮發性物質，主要由醇類、酯類、萜烯類、烷烴及其他類化合物等5大類化合物組成。其中，醇類物質5種，相對含量占36.10%，以反-2-己烯-1-醇為主；酯類化合物15種，占53.60%，以反-2-己烯酯為主；萜烯類化合物6種，占6.02%，以羅勒烯為主；烷烴類化合物3種，占0.12%；其他類化合物10種，占1.37%（表1）。

表1 三裂繡線菊葉片的揮發物組成

從單獨的揮發物組分來看，反-2-己烯酯在三裂繡線菊葉片相對含量最高，達到50.86%；其次為反-2-己烯-1-醇，相對含量占35.14%；其余物質在該葉片中含量則較少。

在這些化合物中，酯類化合物相對含量最高，其次為醇類化合物，烷烴類化合物相對含量較少。

3 討論與結論

HS-SPME是一種簡便、快速的收集揮發物的方法，且具有經濟、安全、選擇性好、靈敏度高等優點，集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體，對樣品純化、富集后，可直接與GC-MS聯用，大大提高了檢測效率[17-18]。本研究采用HS-SPME＆GC-MS方法對三裂繡線菊葉片的揮發物進行解析，共鑒定出39種化合物，可以分成5大類，其含量依次為酯類化合物＞醇類化合物＞萜烯類化合物＞其他類化合物＞烷烴類物質。

三裂繡線菊是一種常見的觀賞類灌木，野生物種常與虎榛子比鄰而生。虎榛子是櫟黃枯葉蛾的主要寄主，近年來，在我國多地暴發櫟黃枯葉蛾蟲害，對虎榛子造成了巨大的危害，但與其比鄰而生的三裂繡線菊往往不受為害。研究表明，在植物與昆蟲協同進化過程中，植物氣味化合物調節控制著昆蟲的多種行為，植物釋放的特定揮發性氣味物質能夠誘導昆蟲產生驅避等行為[19]。如肉桂醛存在于多種植物的揮發物中，對煙草甲[20]等多種昆蟲都具有驅避作用。此結果可為進一步研究櫟黃枯葉蛾的植物源驅避劑提供依據。

［1］王世飛，宗世祥，張金桐，等.櫟黃枯葉蛾生物學特性研究[J].山西農業大學學報（自然科學版），2012，32（3）：235-239.

［2］BALDWIN I T.Plant volatile[J].Current Biology，2010，20（9）：392-397.

［3］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（3）：224-232.

［4］孫東，許志春，溫俊寶，等.馬鞭草烯酮與3-蒈烯對紅脂大小蠹趨性的協同效應研究初報[J].山西農業科學，2011，39（3）：266-269.

［5］LUNAG，MORALESMT，APARICIOR.Characterisation of39 varietal virgin olive oils bytheir volatile compositions[J].Food Chemistry，2006，98（6）：243-252.

［6］李慧峰，呂德國，王海波，等.6個沙果品種果實香氣成分分析[J].山西農業大學學報（自然科學版），2012，32（2）：136-139.

［7］李捷，王慧，孔維娜，等.桃蛀果蛾2種寄主的揮發物鑒別[J].山西農業科學，2013，41（3）：251-253.

［8］RAFAL S，MAREK C，RUDZIńSKI K J，et al.Identification of volatiles from Pinus silvestris attractive for Monochamus galloprovincialis using a SPME-GC/MS platform[J].Environmental Science&Pollution Research International，2012，19（7）：2860-2869.

［9］孫凡，魯繼紅，李壘，等.采用固相微萃取-氣譜質譜聯用技術分析家榆揮發物組成成分[J].東北林業大學學報，2008，36（5）：55-57.

［10］魏明，鄧曉軍，胡文利，等.應用固相微萃取技術分析番茄與天竺葵活體植株的揮發物[J].生態學雜志，2004（4）：184-187.

［11］李為爭，柴曉樂，付國需，等.肉桂揮發物頂空固相微萃取條件的正交優化[J].河南農業科學，2011，40（2）：131-134.

［12］FERRACES-CASAIS P，LAGE-YUSTY MA，Rodríguez-Bernaldo de Quirós A，et al.Rapid identication of volatile compounds in fresh seaweed[J].Talanta，2013，115（10）：798-800.

［13］蘇貽娟，王瑞龍，葉茂，等.固相微萃取技術收集水稻揮發物的比較[J].中國農業科學，2012，45（4）：809-814.

［14］范麗華，牛輝林，張金桐，等.臍腹小蠹寄主白榆揮發性物質的分析[J].山西農業大學學報，2013，33（4）：305-312.

［15］盧紹輝，袁國軍，梅象信.假眼小綠葉蟬取食誘導茶梢揮發物組分分析[J].河南農業科學，2009（11）：87-89.

［16］丁嘉文，陳易彤，謝曉，等.四種不同方法提取沙棗花揮發物的成分分析[J].植物科學學報，2015，33（1）：116-125.

［17］陳鴻鵬，彭彥，林彥，等.HS-SPEM＆GC-MS分析印加果種子的揮發性物質[J].亞熱帶植物科學，2015，44（3）：199-203.

［18］任紅劍，豐震，王超.元寶楓花的揮發成分研究[J].天津農業科學，2016，22（10）：7-14.

［19］ZHU Y，KEASTER A J，GERHARDT K O.Field observation on attractiveness of selected blooming plants to noctuid moths and electroantennogramresponses ofblack cutworm（Lepidoptera：Noctuidae）moths to flower volatiles[J].Environmental Entomology，1993，22（1）：162-166.

［20］李為爭，范萌萌，安靖靖，等.煙草甲植物源驅避劑的篩選[J].中國煙草學報，2014，20（5）：93-97.

Analysis of Volatile Components fromSpiraea trilobataL. Leaves Using HS-SPME＆GC-MS

JINZerong，ZHANGJintong
（Institute ofChemical Ecology，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

Ostryopsis davidiana is an important host plant of Trabala vishnou gigantina,while Spiraea trilobata L.is a non-host plant which is adjacent to Ostryopsis davidiana and is not affected by Trabala vishnou gigantina.To reveal the phenomenon,leaves of Spiraea trilobata L.were analyzed by HS-SPME＆GC-MS and the relative content of each component was determinated by area normalization.The results showed that 39 chemical composition were detected and identified including5 Alcohol compounds（36.10%）, 15 Ester compounds（53.60%）,6 Terpene compounds（6.02%）,3 Alhane compounds（0.12%）and 10 other compound（1.37%）.The result mayprovide basis for developingplant-derived repellents ofTrabala vishnou gigantina.

Spiraea trilobata L.;HS-SPME＆GC-MS;volatile component

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.05.14

S685.99

：A

：1002-2481（2017）05-0729-03

2016-12-20

高等學校博士學科點專項科研基金項目（20131403110004）

靳澤榮（1991-），女，山西洪洞人，在讀碩士，研究方向：生物信息化學。張金桐為通信作者。