多孔橫溝象寄主油橄欖枝條及樹皮揮發物成分分析

王保新　楊　偉　方　睿　肖前剛　張　俊　李卓苗

多孔橫溝象寄主油橄欖枝條及樹皮揮發物成分分析

王保新1,2楊偉1方睿1肖前剛2張俊2李卓苗3

（1.四川農業大學林學院四川成都611130；2.成都市農林科學院四川成都611130；3.廣西師范大學生命科學學院廣西桂林541006）

揭示多孔橫溝象對寄主植物油橄欖的選擇機制，能為篩選對多孔橫溝象具有生物活性的植物源引誘劑以實現對該蟲的生態控制提供理論指導。研究采用頂空固相微萃取（HS-SPME）結合氣質聯用（GC-MS）技術，測定分析油橄欖枝條和樹皮中各揮發性化合物的相對含量。結果表明：油橄欖枝條和樹皮中的揮發性成分主要是萜烯類、烴類、芳香族化合物、醇類、醛類、酮類、酯類和雜環化合物8類106種揮發性化合物，其中枝條有8類67種，樹皮有8類59種；油橄欖枝條和樹皮中主要的揮發性成分均為烴類、萜烯類和醇類，此三類物質在枝條和樹皮中的相對含量分別為63.02%和65.05%；油橄欖枝條和樹皮含有的相同揮發性成分有20種，主要為烴類和醇類。研究結果可為篩選出對多孔橫溝象具有引誘活性的植物揮發物成分提供理論基礎，有助于進一步利用該活性成分開發植物源引誘劑。

多孔橫溝象；油橄欖；枝條；樹皮；揮發物成分

準確定位寄主植物對于植食性昆蟲補充營養和選擇合適的產卵場所是至關重要的，而在植物與植食性昆蟲之間的化學通信中起決定性作用的物質是植物的揮發性氣味成分[1]。隨著化學生態學和昆蟲行為生態學的發展，利用植物揮發性活性成分研發植物源引誘劑用于蟲害防控成為熱點[2-3]，尤其是對隱蔽性強、危害性大的蛀干害蟲的監測和防治意義重大[4]。

多孔橫溝象（Roelofs）屬鞘翅目（Coleoptera）象甲科（Curculionidae）魔喙象亞科（Molytinae），分布于日本九州[5]及我國山東、臺灣、福建、浙江、四川、甘肅、廣西、云南、江西等地，主要為害油橄欖（）、苦楝（）、桃（）、東亞女貞（）、日本女貞（）、水蠟（）和洋白蠟（）等[5-7]，在四川、甘肅等油橄欖種植區內為害日益嚴重[8]。薛正等通過對近緣種進行比較發現，我國分布較廣的大粒橫溝象（MatsumuraetKono）實為多孔橫溝象，大粒橫溝象為多孔橫溝象的異名[9]。多孔橫溝象成蟲行動遲鈍，飛行能力弱，羽化出孔后有補充營養習性，以取食枝條為主，喜選擇近基部樹干產卵，偶見于近地粗根處產卵[10]。

目前，針對多孔橫溝象的防治研究較少，尚無針對寄主植物揮發物成分的相關研究。油橄欖（）作為世界聞名的優質木本油料樹種，在四川乃至全國栽種面積逐年增加，油橄欖產業呈快速增長態勢[11]。但在栽培過程中，以多孔橫溝象為代表的蛀干害蟲發生最為嚴重，防治極其困難，已嚴重制約油橄欖產業發展[12]。本研究采用頂空固相微萃取（HS-SPME）結合氣質聯用（GC-MS）技術，測定多孔橫溝象寄主油橄欖取食部位（枝條）和產卵部位（樹皮）的揮發性成分，以期為揭示多孔橫溝象寄主定位機制提供理論依據，為篩選對多孔橫溝象具有引誘活性的揮發物成分，開發植物源引誘劑，實現對該蟲的生態控制提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 供試材料

2020年4月，在成都市農林科學院溫江園區油橄欖基地內采集油橄欖健康植株的枝條和近基部的樹皮。枝條選擇：選擇長勢良好，無病蟲害、無霉變的健康植株的新鮮嫩枝。樹皮選擇：選擇樹皮色澤較好，無病蟲害、無霉變、無裂縫和刻槽，且新鮮健康的油橄欖樹皮。樣品采集后帶回實驗室，洗凈瀝干，粉碎待用。

1.2 儀器設備

選用UltraGCMS-QP2010氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS），日本島津公司；AgilentJ&WScientificDB-5MS超高惰性氣相色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），美國安捷倫公司；SupelcoStableflex固相微萃取頭（SPME）（50/30 μmDVB/CAR/PDMS），美國Supelco公司等。

1.3 測定方法

1.3.1 揮發物成分萃取

油橄欖枝條及樹皮揮發物成分萃取參照卓志航等[13]的方法。取粉碎后的樣品5 g置于15 mL頂空進樣瓶中密封，60 ℃條件下平衡30 min后，將SPME手柄頂端的萃取頭插入進樣瓶，吸附50 min后取出萃取頭。

1.3.2 揮發物成分分析

用GC-MS對上述萃取出的植物揮發物進行成分分析，分析方法參照卓志航等[13]的方法并進行優化改進。將上述吸附后的萃取頭插入GC-MS的氣相色譜進樣口，推出纖維頭，進樣口溫度為250 ℃，解析3 min。GC條件：分流比10∶1，載氣為高純氦氣，流速為1 mL/min。升溫程序：35 ℃保持2 min，以2 ℃/min升至100 ℃保持2 min，以10 ℃/min升至200 ℃保持5 min。MS條件：接口溫度280 ℃，四級桿溫度為150 ℃，離子源溫度220 ℃，電離方式為EI；離子化能量70 eV；質量掃描范圍50 amu～550 amu。

樣品放入頂空進樣瓶前，在上述同樣條件下對頂空進樣瓶進行揮發性成分檢測，即檢測頂空進樣瓶空瓶中的揮發物質作為對照，以除去雜質干擾。

1.4 數據分析

將檢測到的揮發性化合物與NIST.14 library進行匹配，對匹配度大于800（最大值為1 000）的鑒定結果予以確認，并以峰面積歸一化法確定各化合物的相對含量。

2 結果與分析

2.1 揮發物成分統計

通過GC-MS分析并除去空瓶中的雜質，結果如表1、表2所示，油橄欖枝條和樹皮中共有8類106種揮發物，其中，萜烯類22種，烴類36種，芳香族化合物8種，醇類18種，醛類6種，酮類6種，酯類4種，雜環化合物6種。油橄欖枝條和樹皮中主要成分均為烴類、萜烯類和醇類，其他類物質較少。

表1　油橄欖枝條的揮發性成分及相對含量

續表1油橄欖枝條的揮發性成分及相對含量

序號保留時間/min化學名稱CAS號相對含量/%物質種類 2221.766順式-檜烯17699-16-01.09萜烯 2322.331壬醛124-19-61.01醛類 2424.6664-(1-甲基乙基)-1-甲基-環乙烯醇619-62-50.78醇類 2527.1284-萜烯醇562-74-32.46醇類 2633.135(Z)-2-癸烯醛2497-25-80.9醛類 2734.2352,5,5,8a-Tetramethyl-3,4,4a,5,6,8a-hexahydro-2H-chromene72746-44-20.68雜環化合物 2834.561(2.alpha.,4a.alpha.,8a.alpha.)-3,4,4a,5,6,8a-hexahydro-2,5,5,8a-tetramethyl-2H-1-Benzopyran41678-32-40.54雜環化合物 2934.875茶香螺烷36431-72-82.45雜環化合物 3038.1446-cyclohexyl-Dodecane13151-86-50.72萜烯 3139.2421,3,4,5,6,7-hexahydro-2,5,5-trimethyl-2H-2,4a-Ethanonaphthalene32391-44-90.93萜烯 3239.3872-甲基四癸烷1560-95-81.4烴類 3339.744β-欖香烯515-13-90.96萜烯 3439.8283-亞甲基十三烷19780-34-80.49烴類 3539.8884-(2,2-二甲基-6-亞甲基環己基)-2-丁酮13720-12-20.91酮類 3640.0551-十三烯2437-56-10.47烴類 3740.1766-丙十三烷55045-10-81.14烴類 3840.355α-柏木烯469-61-40.51萜烯 3940.4801-石竹烯87-44-50.95萜烯 4040.851羅漢柏烯470-40-60.65萜烯 4140.951香檸檬烯17699-05-70.88萜烯 4241.197雙環[2.2.2]辛烷-2-酮2716-23-65.3酮類 4341.3083-甲基十四烷18435-22-80.67烴類 4441.3721-環戊基-癸烷1795-21-70.99烴類 4541.475(E)-β-金合歡烯28973-97-90.99萜烯 4641.5522,6,10,15-四甲基十七烷54833-48-60.62烴類 4741.6862,6,10-三甲基十三烷3891-99-41.56烴類 4841.7961,2,3,4,4a,5,6,7-八氫-4a,8-二甲基-2-(1-異丙烯基)-萘103827-22-12.3芳香族化合物 4942.010馬兜鈴烯26620-71-32.9萜烯 5042.083β-瑟林烯17066-67-03.7萜烯 5142.172trans-Sesquisabinenehydrate145512-84-11.26醇類 5242.6821,2,3,5,6,8a-六氫-4,7-二甲基-1-(1-異丙烯基)-萘16729-01-41.83芳香族化合物 5342.755β-杜松烯523-47-71.16萜烯 5442.9572,6,10,14-四甲十六烷638-36-81.48烴類 5543.040正三十一烷630-04-61.06烴類 5643.3052-環己十二烷13151-82-11.5烴類 5743.4654-chlorooctahydro-2,4-Methano-1H-indene98640-25-63.73雜環化合物 5843.6083-甲基十五烷2882-96-41.68烴類 5943.9401-十六烷醇36653-82-40.55醇類 6044.136柏木醇77-53-21.96醇類

續表1油橄欖枝條的揮發性成分及相對含量

序號保留時間/min化學名稱CAS號相對含量/%物質種類 6144.3071,2,3,4,4a,5,8,9,12,12a-decahydro-1,4-Methanobenzocyclodecene74708-73-94.6烴類 6244.817環戊十一烷6785-23-51.17烴類 6344.896α-香附酮473-08-51.21酮類 6444.990順式環十二烯1486-75-50.68烴類 6545.210紅沒藥醇515-69-51.32醇類 6645.295十三醇112-70-90.62醇類 6748.218棕櫚酸甲酯112-39-01.74酯類

表2　油橄欖樹皮的揮發性成分及相對含量

續表2油橄欖樹皮的揮發性成分及相對含量

序號保留時間/min化學名稱CAS號相對含量/%物質種類 2939.2854-異丙基苯甲酸甲酯20185-55-10.51酯類 3039.5524,5-二甲基十一烯17312-82-21.06烴類 3139.761(1S,5S)-2-Methyl-5-((R)-6-methylhept-5-en-2-yl)bicyclo[3.1.0]hex-2-ene159407-35-90.74烴類 3239.8223-亞甲基十三烷19780-34-81.83烴類 3339.8444-(2,2-二甲基-6-亞甲基環己基)-2-丁酮13720-12-21.3酮類 3440.135長葉烯475-20-73.32萜烯 3540.947反式-香檸檬烯13474-59-40.82萜烯 3641.1566-甲基十三烷13287-21-30.77烴類 3741.3053-甲基十四烷18435-22-81.01烴類 3841.366己基環戊烷4457-00-53.35烴類 3941.583甲基丙烯酸異冰片酯7534-94-31.7酯類 4041.6812,6,10-三甲基十三烷3891-99-40.85烴類 4142.004α-姜黃烯644-30-40.82萜烯 4242.075雅欖藍烯10219-75-71.57萜烯 4342.298十五烯13360-61-73.03烴類 4442.414Cyclopropanecarboxylicacid, 1-hydroxy-, (2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl) ester108546-75-42.58芳香族化合物 4542.804Β-倍半水芹烯20307-83-91.25萜烯 4642.9542,6,10,14-四甲十六烷638-36-81.49烴類 4743.1914-乙基十四烷55045-14-20.53烴類 4843.2412,4-二甲基庚烷2213-23-20.72烴類 4943.3022-環己十二烷13151-82-11.04烴類 5043.50511-(1-ethylpropyl)-Heneicosane55282-11-61.62烴類 5143.6063-甲基十五烷2882-96-42.02烴類 5243.827(3,3-二甲基戊基)-環己烷61142-22-11.3烴類 5344.134柏木醇77-53-21.28醇類 5444.694降姥鮫烷3892-00-00.82烴類 5544.813環戊十一烷6785-23-50.9烴類 5644.994E-7-十四醇37011-95-31.01醇類 5745.1311,2,3,4-tetramethoxy-5-(2-propenyl)-Benzene15361-99-61.6芳香族化合物 5847.0646,10,14-三甲基-2-十五烷酮502-69-21.44酮類 5948.216棕櫚酸甲酯112-39-02.37酯類

2.2 取食部位揮發物成分分析

由表1可以看出，油橄欖枝條共含有8類67種揮發性成分，分別是烴類18種，相對含量為23.15%；萜烯類16種，相對含量為25.27%；醇類13種，相對含量為14.60%；酮類5種，相對含量為10.90%；醛類4種，相對含量為9.34%；酯類2種，相對含量為2.49%；芳香族化合物3種，相對含量為4.76%；雜環化合物6種，相對含量為9.49%。這說明油橄欖枝條的揮發性成分中烴類最多，萜烯類次之，酯類最少。而相對含量萜烯類最高，烴類次之，酯類含量最低。

2.3 產卵部位揮發物成分分析

由表2可以看出，油橄欖樹皮共含有8類59種揮發性成分，分別是烴類27種，相對含量為43.11%；萜烯類7種，相對含量為10.24%；醇類8種，相對含量為11.70%；酮類3種，相對含量為3.67%；醛類3種，相對含量為10.85%；酯類3種，相對含量為4.58%；芳香族化合物5種，相對含量為7.98%；雜環化合物3種，相對含量為7.87%。這說明油橄欖樹皮的揮發性成分中烴類最多，醛類次之，酯類、醛類、酮類以及雜環化合物最少。而相對含量烴類最高，醇類次之，酮類含量最低。

2.4 油橄欖枝條和樹皮揮發物成分比較分析

對比表1、表2可以看出，油橄欖枝條和樹皮含有的相同揮發性成分有7類20種，其中烴類9種，包括2-甲基四癸烷、3-亞甲基十三烷、1-十三烯、3-甲基十四烷、2,6,10-三甲基十三烷、2,6,10,14-四甲十六烷、2-環己十二烷、3-甲基十五烷和環戊十一烷；醇類3種，包括乙醇、異戊醇和柏木醇；雜環化合物3種，包括2,5,5,8a-Tetramethyl-3,4,4a,5,6,8a-hexahydro-2H-chromene、(2.alpha.,4a.alpha.,8a.alpha.)-3,4,4a,5,6,8a- hexahydro-2,5,5,8a-tetramethyl-2H-1-Benzopyran和茶香螺烷；酮類2種，包括5-甲基-3-庚酮和4-(2,2-二甲基-6-亞甲基環己基)-2-丁酮；萜烯類、醛類和酯類各1種，分別是6-cyclohexyl-Dodecane、壬醛和棕櫚酸甲酯。油橄欖枝條與樹皮的相同揮發性成分，占油橄欖枝條揮發物成分種類的29.85%，占油橄欖枝條揮發物成分相對含量的23.58%；占油橄欖樹皮揮發物成分種類的33.90%，占油橄欖樹皮揮發物成分相對含量的44.65%。

3 結論與討論

3.1 活性物質的選擇

本研究通過HS-SPME結合GC-MS技術，測定了多孔橫溝象寄主植物油橄欖枝條和樹皮的揮發性物質成分，共發現萜烯類、烴類、芳香族化合物、醇類、醛類、酮類、酯類、雜環化合物等8類106種揮發性物質，根據余武秀編譯的《化學信息素及其在害蟲防治中的潛在應用》，昆蟲在棲息地定位、寄主定位和接受階段、產卵階段中起重要作用的化學信息素主要來自寄主，主要的種類包括醛類、醇類、含硫化合物、酯類、萜烯類和雜環芳香族化合物[14]。本研究測出的油橄欖枝條和樹皮的揮發物中相對含量較高的是醛類、醇類、酯類、萜烯類和雜環芳香族化合物，可用于后續引誘活性測定試驗。

3.2 揮發性物質作用預測

寄主植物的揮發性成分對植食性昆蟲的寄主定向行為、補充營養和產卵等行為場所的選擇起著重要作用[15]。油橄欖枝條和樹皮中的揮發性物質勢必以特定的配方對多孔橫溝象取食和產卵行為起著調控作用[16]。萜烯類、醇類、醛類和酯類都是常見的植物揮發性物質，也是影響昆蟲定位補充營養寄主和產卵寄主的關鍵物質[14]。如α-蒎烯對北美家天牛（）、松墨天牛（）具有較強的引誘活性[13]，(Z)-3-己烯-1-醇對未交配云斑天牛雌、雄蟲有明顯的引誘作用[17]，牧草盲蝽（）不同寄主的揮發物中，壬醛、金合歡烯、α-蒎烯、1-石竹烯、乙酸順式-3-己烯酯等對牧草盲蝽有引誘作用[18]。油橄欖枝條揮發物中特有的諸如萜品烯、1-辛烯-3-醇、4-萜烯醇、正己醛和異硫氰酸酯等物質推測可能是多孔橫溝象雌雄成蟲定位取食部位的關鍵性物質。產卵寄主揮發物成分中一般含有對雌成蟲產卵具有引誘作用的物質[19]。如苗昌見研究發現煙草揮發物中的煙堿、壬醛、γ-萜品油烯、萘在特定濃度下對煙夜蛾雌成蟲有顯著的產卵引誘作用[20]；桔小實蠅的3種寄主果實中共有的揮發物成分β-石竹烯在低濃度下對桔小實蠅雌成蟲具有引誘作用[21]。油橄欖樹皮揮發物中特有的諸如左旋樟腦、1-辛醇、α-松油醇、甲基丙烯酸異冰片酯、環辛四烯等物質推測可能是多孔橫溝象雌成蟲定位產卵部位的關鍵性物質。而油橄欖枝條和樹皮揮發物中相同的成分物質可能是寄主植物中調節植食性昆蟲行為的一般性物質，這在云斑天牛補充營養寄主小果薔薇（）和野薔薇（）揮發性成分以及核桃（）樹皮及樹葉揮發性成分研究中也有類似報道[13,16]。

4 結語

本研究測定了多孔橫溝象的寄主植物油橄欖枝條（取食部位）和樹皮（產卵部位）的植物揮發物成分及相對含量，可為篩選對多孔橫溝象具有引誘活性的植物揮發物成分，進一步開發植物源引誘劑提供理論基礎，但揮發物中對多孔橫溝象補充營養及產卵行為具有調控作用的具體物質成分和配比，仍需開展進一步的研究和驗證。

[1]BRUCE T J A,WADHAMS L J,WOODCOCK C M.Insect host location:a volatile situation[J].Trends in Plant Science,2005,10(6):269-274.

[2]吳健,宋學森,胡碗晴,等.8種寄主植物揮發物對橘小實蠅的引誘作用[J].福建農林大學學報(自然科學版),2018,47(6):655-660.

[3]YU H L,ZHANG Y J,WU K M,et al.Field-testing of synthetic herbivore-induced plant volatiles as att-ractants for beneficial insects[J].Environmental Entom-ology,2008, 37(6):1410-1415.

[4]孟海林.竹林金針蟲寄主搜尋機制初步研究[D].北京:中國林業科學研究院,2017.

[5]KAZUKI Y, HIROKI M, MAKOTO T.Laboratory rearing and developmental traits of olive weevil,Pime-locerusperforatus(Coleoptera:Curculionidae), using an artificial diet[J].Japanese Journal of Applied Entomology and Zoology,2018,62(4):231-237.

[6]趙養昌,陳元清.中國經濟昆蟲志·鞘翅目·象甲科(一)[M].北京:科學出版社,1980:136-137.

[7]李祝宗.大粒橫溝象的初步觀察與防治[J].江西植保,1983(2):25-26.

[8]高瑞桐,李金花,王兆山,等.油橄欖害蟲調查及控制策略[J].林業科技通訊,2018(6):32-35.

[9]薛正,馮術快,張崇嶺,等.北京發現洋白蠟新害蟲:多孔橫溝象(Roelofs)[J].植物保護,2018,44(6):242-245.

[10]中國林業科學研究院.中國森林昆蟲[M].北京:中國林業出版社,1983:388-390.

[11]于小飛.中國油橄欖產業發展概況與對策[J].陜西林業科技,2018,46(1):81-83.

[12]金銀春,高山,劉蓋,等.四川省油橄欖栽培現狀及產業發展對策[J].四川林業科技,2018,39(3):83-87.

[13]卓志航,楊偉,徐丹萍,等.云斑天牛寄主核桃樹皮及樹葉的揮發性成分[J].西北農林科技大學學報(自然科學版),2016,44(5):205-214.

[14]余武秀.化學信息素及其在害蟲防治中的潛在應用[J].世界農藥,2020,42(1):25-31,42.

[15]杜家緯.植物—昆蟲間的化學通訊及其行為控制[J].植物生理與分子生物學學報,2001,27(3):193-200.

[16]卓志航,楊偉,徐丹萍,等.云斑天牛補充營養寄主小果薔薇及野薔薇揮發性成分測定[J].西北大學學報(自然科學版),2016,46(4):544-548.

[17]王保新,楊樺,楊偉,等.云斑天牛對10種植物揮發物的EAG和行為反應[J].應用昆蟲學報,2014,51(2):481-489.

[18]孫鵬.寄主植物揮發物分析及其對牧草盲蝽成蟲的引誘作用[D].阿拉爾:塔里木大學,2018.

[19]王瓊,李為爭,陳漢杰,等.實蠅類植物源引誘劑研究進展[J].華中昆蟲研究,2014,10:144-152.

[20]苗昌見.煙夜蛾選擇煙草寄主產卵的化學信號物質鑒定[D].鄭州:河南農業大學,2019.

[21]高揚,李慧靜,陸永躍,等.桔小實蠅雌成蟲對寄主揮發物β-石竹烯的行為反應[J].環境昆蟲學報,2021, 43(1):253-259.

10.3969/j.issn.2095-1205.2023.09.05

S565.7

A

2095-1205(2023)09-15-07