






摘 要:" 為探究鼓槌石斛(Dendrobium chrysotoxum)開花時揮發性成分特點及釋放規律,該研究采用固相微萃取(SPME)結合GC-MS技術,檢測鼓槌石斛花蕾期、初花期、盛花期和末花期4個時期及盛花期唇瓣、萼片、花瓣和花蕊柱4個部位的揮發性成分,并在此基礎上進行主成分分析、香氣釋放規律分析。結果表明:(1)在鼓槌石斛4個時期,共檢測到揮發性成分29種,分別為13種烯類、6種醇類、2種醛類、2種酯類、2種烷類、1種酚類、1種酸類和1種其他類;在鼓槌石斛盛花期4個部位中,共檢測到揮發性成分39種,分別為15種烯類、9種醇類、4種烷類、3種酯類、3種酮類、2種醛類、2種其他類和1種酸類。(2)鼓槌石斛揮發性成分種類及含量在花朵從盛開到衰敗的整個過程中先逐漸升高而后降低,盛花期揮發性成分最多有22種,主要為烯類和酯類。(3)醋酸辛酯、羅勒烯、(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯、月桂烯、d-檸檬烯和正辛醇7種成分為鼓槌石斛中重要的揮發性成分,其中醋酸辛酯和羅勒烯在盛花期釋放量最高,分別占總含量的31.74%和24.98%,醋酸辛酯在花蕾期、初花期、盛花期3個時期均被檢測到且含量都較高;(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯、月桂烯、d-檸檬烯和正辛醇5種揮發性成分僅在初花期和盛花期被檢測到,并且隨著花朵的開放含量逐漸增加。(4)鼓槌石斛不同部位釋放的揮發性成分種類和含量存在差異,主要釋香部位為花瓣和萼片,在萼片中檢測到的揮發性成分種類最多(為29種),在花瓣中檢測到的揮發性成分種類有20種,總含量最高(為5 754.26 ng·g-1)。綜上認為,鼓槌石斛在不同花期和不同部位釋放的花香物質存在差異,該研究結果為鼓槌石斛花日化產業開發奠定了理論基礎。
關鍵詞: 花香, 鼓槌石斛, 固相微萃取, 花香釋放規律, 揮發性成分
中圖分類號:" Q946" 文獻標識碼:" A
文章編號:" 1000-3142(2024)12-2301-11
Volatile components of different flowering periods and"different parts of Dendrobium chrysotoxum based on GC-MS
ZHAO Ruijing1,2, CAO Hua2, LU Lin2, LI Limei3, SHEN Dingcai3, LI Han2*, LI Donghui1*
( 1. College of Horticulture and Landscape, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China; 2. National Research Center forOrnamental Horticulture Engineering, Flower Research Institute, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kunming 650205, China; 3. Institute of Caulis dendrobii Longling County, Baoshan 678300, Yunnan, China )
Abstract:" In order to investigate the characteristics and release pattern of volatile components during flowering of Dendrobium chrysotoxum. In this study, solid-phase microextraction (SPME) combined with GC-MS was used to detect the volatile components of D. chrysotoxum in four periods: bud period, first-flowering period, full-flowering period and last-flowering period, and four parts of the labellum, sepals, petals and pistil column in full-flowering period, and on the basis of this analysis, we carried out the analysis of principal components and the pattern of fragrance release. The results were as follows: (1) A total of 29 volatile components were detected in the four periods of D. chrysotoxum, consisting of 13 alkenes, 6 alcohols, 2 aldehydes, 2 esters, 2 alkanes, 1 phenol, 1 acid and 1 other; a total of 39 volatile components were detected in the 4 parts of D. chrysotoxum during the full-flowering period, consisting of 15 alkenes, 9 alcohols, 4 alkanes, 3 esters, 3 ketones, 2 aldehydes, 2 others and 1 acid. (2) The volatile components and content in D. chrysotoxum gradually increase and then decrease during the whole process from full-flowering to decaying, and there are up to 22 volatile components in the full-flowering period, mainly alkenes and esters. (3) A total of 7 volatile components, namely, octyl acetate, ocimene, (+)-α-pinene, (-)-β-pinene, laurolene, d-limonene and 1-octanol, were important volatile components in D. chrysotoxum. Among them, octyl acetate and ocimene were the most released in the full-flowering period, which accounted for 31.74% and 24.98% of the total content, and the contents of acetic acid, octyl ester were detected in the three periods of bud, first-flowering and full-flowering, and the content was higher; (+)-α-pinene, (-)-β-pinene, myrcene, d-limonene and 1-octanol were detected only in the first-flowering" and full-flowering periods and their contents increased gradually with the opening of the flowers. (4) The types and contents of volatile components released from different parts of D. chrysotoxum also varied. The main odoriferous parts were petals and sepals, with 29 types of volatile components detected in sepals, 20 types of volatile components in petals, with the highest total content of 5 754.26 ng·g-1. In conclusion, this study shows that the volatile components released by different flowering periods and different parts of D. chrysotoxum are different, and the results of this study lay a theoretical foundation for developing industry of daily chemical products of D. chrysotoxum flower.
Key words: floral scent, Dendrobium chrysotoxum, SPME, floral fragrance release pattern, volatile components
石斛屬(Dendrobium)為蘭科第二大屬,約有1 500種植物(吉占和等,1999),生長于熱帶和亞熱帶地區,是多年生氣生草本植物或附生植物。鼓槌石斛為石斛屬頂葉組,主要分布于中國云南西南部、印度東北部、老撾、緬甸、泰國、越南,附生于常綠闊葉林中(黃昕蕾,2018)。鼓槌石斛花色艷麗,花期較長,具有芳香氣味,是研究石斛揮發性成分的優秀植物材料。
花香是觀賞植物重要的觀賞性狀之一,相對于無香植物,芳香植物在滿足人們視覺要求的同時,還能帶來嗅覺的享受,揮發性化合物的數量和類型是影響花香品質的重要指標(丁麗瓊等,2023),也是影響石斛商業價值的關鍵因素。花香是花朵釋放的所有揮發性代謝物的總稱,通常由一系列低分子揮發性有機化合物(volatile organic compounds,VOCs)組成(Dudareva et al.,2013)。石斛屬作為蘭科第二大屬,已有學者測定了部分石斛屬植物的VOCs,其中美花石斛和鐵皮石斛主要揮發性成分為萜烯(Wang et al.,2022;顏沛沛等,2022),羅河石斛和密花石斛主要揮發性成分為酯類和烷類(李崇暉等,2015),重唇石斛中酮類含量最多(顏沛沛等,2022)。吳君楠等(2024)研究發現,石斛、腫節石斛、大苞鞘石斛、玫瑰石斛、杯鞘石斛和流蘇石斛主要揮發性成分均為萜烯類。王培育等(2022)研究發現,報春石斛主要揮發性成分為酯類,福爾摩森石斛、黑金石斛、晶帽石斛、金釵石斛、口袋情人石斛和龍石斛的主要揮發性成分均為萜烯類。張聰等(2017)測定了云南產細莖石斛的揮發性成分,發現長鏈烷烴含量最多。王元成等(2020)測定了翅梗石斛和細葉石斛花的揮發性成分,兩種石斛主要揮發性成分均為烯烴類。本課題組張鈺瑩等(2024)分析了球花石斛、扭瓣石斛、鼓槌石斛和密花石斛花朵的揮發性成分,其中烯類總含量最高,為主要揮發性成分。目前,學者對植物揮發性成分的研究不再是局限于簡單的定性定量研究,而是開始深入研究花香釋放規律及部位,為不同植物的花香物質形成機理和花香物質代謝奠定了基礎。但是,關于石斛花香釋放規律的研究并不多,黃昕蕾等(2018)分析了鼓槌石斛不同花期及一天中不同時間盛花期的VOCs,其中蕾期、初花期、衰落期均以萜烯類含量最高,盛花期以酯類物質含量最高,一天中各個時段釋放量最高的揮發性成分是乙酸辛酯。仇碩等(2019)研究了細莖石斛不同部位的揮發性成分,得出花瓣為細莖石斛主要釋放揮發性成分部位的結論。本研究依托前人對不同觀賞植物花香的研究,采用固相微萃取(SPME) 結合氣相色譜質譜聯用(GC-MS)技術,通過進一步對鼓槌石斛花開過程中花蕾期、初花期、盛花期、末花期和盛花期不同部位的揮發性成分及其含量進行測定與分析,以期為將來石斛揮發性成分應用于日化開發特異性香型產品等提供參考依據。本研究擬探討以下問題:(1)鼓槌石斛不同時期及不同部位主要發性成分分析比較;(2)鼓槌石斛主要釋香時期及部位;(3)鼓槌石斛花開放過程中揮發性成分釋放規律。
1 材料與方法
1.1 材料
所用材料為鼓槌石斛,種植于云南省農業科學院花卉研究所蘭花資源圃。選取長勢健壯植株的新鮮花朵,分別測定花蕾期、初花期、盛花期和末花期4個時期的揮發性成分;之后,選擇盛花期的花朵測定和分析花蕊柱、花瓣、萼片和唇瓣4個部位的香氣釋放成分(圖1)。
1.2 方法
1.2.1 頂空固相微萃取 使用美國Supelco公司的手動固相微萃取進樣器和30 μm PDMS/DVB萃取頭,使用之前將萃取頭插入GC-MS進樣口,在250 ℃條件下老化處理52 min,取3~4朵不同花期石斛花,將整朵和盛花期不同部位的唇瓣、萼片、花瓣、花蕊柱分別放入50 mL廣口錐形瓶底部,加入2 μL 1‰(865 ng·μL-1)癸酸乙酯為內標,瓶口用封口膜密封,防止漏氣,迅速將萃取頭插入錐形瓶中下部,35 ℃恒溫萃取30 min。萃取完成后,將SPME萃取頭立即插入 GC-MS 進樣口,250 ℃條件下解析30 s。
1.2.2 GC-MS條件 使用7890B-5977A氣相色譜-質譜儀GC-MS(美國Agilent公司)分離鑒定揮發物。
色譜條件:采用HP-5MS石英毛細管色譜柱(30 m × 0.25 mm × 0.25 μm)。升溫程序:初始溫度為40 ℃,首先以3 ℃·min-1升溫至80 ℃,然后以5 ℃·min-1升溫至250 ℃,最后以250 ℃維持5 min。載氣為99.99%的高純度氦氣,隔墊吹掃流量為3.00 mL·min-1;總流量為9.00 mL·min-1;柱前壓50 kPa,分流比10∶1;3 min溶劑延遲。
質譜條件:采用EI離子源,MS離子源溫度為230 ℃,MS四級桿溫度為150 ℃,傳輸線溫度為250 ℃,電子能量70 eV 。數據采集模式:標準掃描,掃描范圍為35~450 amu,閾值為0;柱壓50 kPa。
1.2.3 揮發性成分的定性分析與定量分析 定性分析方法:按照GC-MS總離子流色譜圖,分析各個峰所對應的質譜圖,獲得的質譜數據,通過MSD ChemStation Data Analysis F.01.03版本軟件,與NIST14.L所給出的標準物質譜圖庫進行比對。去除匹配度較低的硅烷類化合物,參考資料確定揮發性物質組分種類,將有效物質進行定量分析。
定量分析方法:根據離子流峰面積歸一化法計算總揮發物中各組分的相對含量,根據揮發物與內標癸酸乙酯的峰面積對比計算得出各組分釋放量。計算公式:組分含量(ng·g-1)= [組分峰面積/內標峰面積×內標密度(ng·μL-1)×內標體積(μL)]/樣品重量(g)。
2 結果與分析
2.1 鼓槌石斛不同花期揮發性成分組成
采用GC-MS方法,對鼓槌石斛的花蕾期、初花期、盛花期和末花期4個花期花香成分進行測定分析,花香物質的離子流峰如圖2所示。在4個花期中,共鑒定出28種揮發性成分(表1)。其中,盛花期最多,含有22種;其次為初花期和末花期,分別含有9種和8種;花蕾期最少,僅含有2種。
鼓槌石斛4個花期釋放的揮發性成分組成可分為烯類、醇類、醛類、酯類、烷類、酚類、酸類和其他類共8類化合物,化合物組分及含量變化如表1所示,不同花期揮發性成分含量和種類不同。花蕾期揮發性成分最少,只有2種,主要為酯類和酚類;隨著花朵開放,在初花期增加到9種,主要為酯類和烯類;到盛花期,花朵完全開放,揮發性成分增加到22種,有烯類、酯類、醇類、醛類等,主要為酯類和烯類;花朵凋謝,揮發性成分種類及含量均迅速下降,為8種,主要為酸類和其他類。初花期和盛花期都是烯類含量最高,分別為684.49 ng·g-1(5種)、4 756.32 ng·g-1(11種);末花期烯類含量為55.84 ng·g-1(2種),分別占各自總揮發性成分的45.57%、46.62%和11.23%。酯類在4個花期中均存在且含量都較高,分別為29.51 ng·g-1、617.15 ng·g-1、3 237.79 ng·g-1和72.13 ng·g-1,分別占各自總揮發性成分的36.66%、41.09%、31.74%、14.50%。這說明花朵開放期間烯類物質種類與含量和酯類含量逐漸增加,在盛花期達到最高,到末花期逐漸減少。由以上分析可知,鼓槌石斛主要揮發性成分為烯類和酯類。
2.2 鼓槌石斛不同花期主成分及其釋放量的差異
鼓槌石斛不同花期之間,主要揮發性成分及揮發量存在差異。由圖3可知,初花期、盛花期和末花期所特有成分分別為1種、12種和4種,花蕾期與初花期和盛花期各有1種共有成分,初花期與盛花期和末花期各有6種和1種共有成分,盛花期與末花期有4種共有成分,4個花期均未發現共同含有的揮發性成分。
在花蕾期中,2種揮發性成分中含量高的成分為2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(相對含量為63.34%),含量低的成分為醋酸辛酯(相對含量為36.66%);在初花期中,含量最高的揮發性成分為醋酸辛酯(相對含量為41.09%),其余揮發性成分含量高于50 ng·g-1的有(Z)-β-ocimene、(+)-α-蒎烯、正辛醇、d-檸檬烯、月桂烯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,其中(Z)-β-ocimene僅在初花期被檢測到。在盛花期中,含量最高的揮發性成分為醋酸辛酯,其次為羅勒烯,分別占各自總含量的31.74%和24.98%;其余揮發性成分含量高于50 ng·g-1的有苯乙醛、(+)-α-蒎烯、正辛醇、(-)-β-蒎烯、月桂烯、檜烯、別羅勒烯、芳樟醇、對薄荷-1,3,8-三烯、α-崖柏烯、順式-馬鞭烯醇等,其中羅勒烯、苯乙醛、別羅勒烯、檜烯、α-崖柏烯、對薄荷-1,3,8-三烯和芳樟醇等僅在盛花期被檢測到。在末花期中,含量最高的成分為鄰-異丙基苯,占總含量的23.30%;揮發性成分含量高于50 ng·g-1的有棕櫚酸、4-萜烯醇和癸酸甲酯,其中鄰-異丙基苯、棕櫚酸和癸酸甲酯僅在末花期被檢測到,說明這3種物質可能對鼓槌石斛花香無貢獻,不是主要揮發性成分。醋酸辛酯在花蕾期、初花期、盛花期3個時期中均被檢測到,但在末花期中未被檢測到,說明隨著花朵盛開,醋酸辛酯含量逐漸增加,在盛花期達到頂峰,而在末花期中消失,該物質為鼓槌石斛主要揮發性成分之一。(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯、月桂烯、d-檸檬烯和正辛醇5種揮發性成分僅在初花期和盛花期被檢測到,并隨著花朵開放含量逐漸增加,這5種成分也是鼓槌石斛重要的揮發性成分。
2.3 鼓槌石斛不同花期揮發性成分主成分分析
為進一步分析鼓槌石斛不同花期揮發性成分種類構成,對鼓槌石斛花蕾期、初花期、盛花期和末花期28種揮發性成分進行主成分分析。第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)方差貢獻率如圖4所示,2個主成分方差貢獻率為73.6%,PC1和PC2方差貢獻率分別為51.3%和22.3%。花蕾期、初花期和盛花期位于同一象限,表明這3個時期之間揮發性成分差異小,末花期單獨在PC1負方向上,表明與其他時期差異性大。醋酸辛酯(27)在PC1正方向上貢獻最大,并與花蕾期、初花期和末花期呈正相關;d-檸檬烯(20)、羅勒烯(23)、(+)-α-蒎烯(15)和月桂烯(18)等烯類在PC1和PC2上的貢獻都較高,這說明烯類和酯類是鼓槌石斛的主要揮發性成分。
2.4 鼓槌石斛盛花期不同部位揮發性成分比較
采用GC-MS方法,對鼓槌石斛盛花期唇瓣、萼片、花瓣、花蕊柱4個部位的揮發性成分進行分析測定,共鑒定出39種揮發性成分。不同部位釋放的揮發性成分存在差異,在萼片中檢測到的揮發性成分種類最多,有29種;在花瓣中,檢測到的揮發性成分種類有19種;花蕊柱中有11種揮發性成分被檢測到;在唇瓣中,檢測到的揮發性成分種類最少,僅有8種。
鼓槌石斛盛花期不同部位釋放的揮發性成分由15種烯類、9種醇類、4種烷類、3種酯類、3種酮類、2種醛類、2種其他類和1種酸類組成,不同部位的 8類化合物的組分及相對含量如圖5所示。4個部位中都含有烯類和醇類,其中在萼片、花瓣和花蕊柱3個部位中,烯類相對含量都最高,分別為94.40%(10種)、89.88%(12種)和45.97%(5種);醇類在唇瓣、萼片和花瓣中的含量差異不大,花蕊柱中只含有微量醇類。萼片、花瓣和花蕊柱3個部位中共同含有烷類,但含量都不多且差異不大。酯類在唇瓣中相對含量最高(為70.62%),在其他部位中只含有少量或者不含有。
2.5 鼓槌石斛不同部位主成分及其釋放量的差異
鼓槌石斛不同部位之間揮發性成分組成及釋放量存在差異。由圖3可知,唇瓣、萼片、花瓣和花蕊柱中所特有的成分分別為4種、 2種、12種和2種,唇瓣與萼片、花瓣和花蕊柱中共有的成分分別為2種、2種和3種,萼片與花瓣和花蕊柱共有的揮發性成分分別為15種和7種,花瓣與花蕊柱共有的揮發性成分為7種,在4個部位中都含有的成分僅為1種。
不同部位主要揮發性成分的種類及含量如表2所示,在唇瓣中,含量最高的揮發性成分為醋酸辛酯,占總含量的68.64%;其次為正辛醇,占總含量的15.47%,其中含量最高的揮發性成分醋酸辛酯僅在唇瓣中檢測到。在萼片中,含量最高的揮發性成分為3-蒈烯,占總含量的50.77%;其次為α-蒎烯,占總含量的18.16%;其余揮發性成分含量高于50 ng·g-1的有(-)-β-蒎烯、d-檸檬烯、(3E,5E)-2,6-二甲基-1,3,5,7-辛四烯和別羅勒烯,其中含量最高的2個成分3-蒈烯和α-蒎烯僅在萼片中被檢測到。在花瓣中,含量最高的揮發性成分為羅勒烯,占總含量的50.45%;其次為(+)-α-蒎烯,占總含量的17.62%;其余揮發性成分含量高于50 ng·g-1的有別羅勒烯、d-檸檬烯、(-)-β-蒎烯、月桂烯、順式-馬鞭烯醇、2-崖柏烯、(3E,5E)-2, 6-二甲基-1,3,5,7-辛四烯、 (3E)-3,7-二甲基辛-1,3,6-三烯、芳樟醇、γ-松油烯。在花蕊柱中,含量最高的揮發性成分為棕櫚酸,占總含量的30.20%;其次為(+)-α-蒎烯,占總含量的21.80%;其余揮發性成分含量高于50 ng·g-1的有羅勒烯和正十二烷,其中含量最高的棕櫚酸僅在花蕊柱中被檢測到,羅勒烯在花瓣中被檢測到且含量最高,正十二烷是唯一在4個部位中都被檢測到的成分,但該物質在4個部位中含量都不高,并且烷類物質基本無味道,對香味的影響可以忽略。
3 討論與結論
3.1 鼓槌石斛不同花期揮發性成分分析
植物揮發性成分的種類與釋放量隨著花朵的發育存在明顯差異,一般在盛花期花朵揮發性成分釋放量最大,組分最復雜。文心蘭(張瑩等,2011)、海棠(周晨晨等,2022)、菊花(徐瑾等,2012)等多種觀賞植物在花發育各階段揮發性物質的種類及含量都出現了明顯的變化,表現出先升高后下降的趨勢,在盛花期最高,與本研究結果一致。本研究在鼓槌石斛4個花期分別檢測出2種、9種、22種、8種揮發性成分,總釋放量先上升后下降,在盛花期達到最高。在本研究中,隨著花朵開放,醋酸辛酯在花蕾期、初花期和盛花期的相對含量都在30%以上且在末花期中消失,(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯、正辛醇、月桂烯和d-檸檬烯都是在初花期出現,到盛花期時釋放量顯著增高,與嗅覺感官變化趨勢一致。其中,(+)-α-蒎烯在盛花期的釋放量是初花期的5.49倍,(-)-β-蒎烯在盛花期的釋放量是初花期的5.26倍,盛花期的正辛醇釋放量是初花期的5.64倍。苯乙醛和羅勒烯僅在盛花期出現且相對含量較高,分別為12.07%和24.98%;檜烯、對薄荷-1,3,8-三烯和別羅勒烯也是僅在盛花期出現,但相對含量在1%以上。鼓槌石斛在盛花期花香最為濃郁,說明以上11種揮發性成分為鼓槌石斛的重要揮發性成分。Yang等(2022)研究表明,月桂烯是‘西伯利亞’百合主要的花香物質;秦軍等(2017)研究表明,別羅勒烯是水仙的主要特征香氣之一,這些研究結果與本研究結果類似。這些主要揮發性成分,如羅勒烯、醋酸辛酯具有草本植物的清香、甜香味(Gerard et al.,2017),月桂烯具有清淡的香脂香氣(Rao et al.,1990),d-檸檬烯具有橙皮愉悅香味(Lesgards et al.,2014)等,這些特異性香氣成分可應用于日化產業,開發特異性香型產品。在鼓槌石斛以上11種重要揮發性成分中,有9種是萜烯類化合物,萜烯類化合物受很多植物的花香成分組成,是植物天然花香化合物中最大的一類。鄒晶晶等(2017)研究發現,12個桂花品種中的主要揮發性物質為萜烯類;周晨晨等(2022)在薔薇科植物‘白蘭地’海棠中研究發現,在初花期、盛花期和末花期主要揮發性成分均為萜烯類化合物,在盛花期萜烯類化合物占比最高,與本研究結果一致。萜類化合物的合成過程受很多基因調控,未來可結合轉錄組深入研究具體某種化合物的合成過程受哪些基因調控,從而達到定向改變花香的目的。
3.2 鼓槌石斛主要釋放揮發性成分部位分析
植物香氣的釋放不僅與花期有關,而且不同部位所含的揮發性物質及含量差異明顯。本研究在鼓槌石斛盛花期檢測到的揮發性成分種類及含量最多,為進一步研究鼓槌石斛香氣形成特征,檢測了盛花期時唇瓣、萼片、花瓣和花蕊柱4個部位的揮發性成分。不同部位釋放的揮發性成分種類及含量都存在差異,4個部位揮發性成分釋放量排序為花瓣(5 754.26 ng·g-1)>萼片(2 381.37 ng·g-1)>唇瓣(721.62 ng·g-1)>花蕊柱(633.90 ng·g-1)。在萼片中檢測到29種揮發性成分,在4個部位中萼片揮發性成分組成最復雜且香氣釋放量較高,說明萼片是香氣釋放的主要部位,在萼片中含量最高的成分為3-蒈烯,該物質在盛花期未被檢測到。丁麗瓊等(2023)研究發現,墨蘭揮發性成分釋放的主要花器官為萼片,與本研究結果相同。在揮發性成分釋放量最高的部位花瓣中檢測到19種揮發性成分,其中含量最高的成分為羅勒烯,其次為(+)-α-蒎烯,這2種物質在盛花期時釋放量都較高,分別占盛花期揮發性成分總含量的24.98%和9.81%,說明花瓣是鼓槌石斛香氣釋放的主要部位。仇碩等(2019)研究發現,細莖石斛主要的釋香部位也為花瓣,與本研究結果一致。在唇瓣中檢測到的揮發性成分種類最少,僅有8種,但在盛花期時釋放量最高的物質醋酸辛酯(31.74%)僅在唇瓣中被檢測到且釋放量最高,說明唇瓣對花香的主要貢獻為釋放醋酸辛酯。鼓槌石斛花蕊柱的揮發性成分釋放量最少,侯佳和范燕萍(2009)研究發現,在建蘭中蕊柱釋放的揮發性物質種類及含量最多,是主要的釋香部位,與本研究結果不一致,說明不同品種花朵釋放花香的主要部位不同,能證明此結論的還有徐慧等(2023)在牡丹中研究發現,雄蕊中揮發性物質種類多于花瓣,是烷烴類化合物的重要合成部位;周晨晨等(2022)研究發現,‘白蘭地’海棠揮發性成分釋放的主要花器官是雌蕊;胡光平等(2011)研究發現,云南含笑花的揮發性賦香成分主要分布在花瓣和花絲中。在花蕊柱中檢測到11種揮發性成分,釋放量最高的棕櫚酸在盛花期未檢測到。在4個部位中,除以上提到的3-蒈烯和棕櫚酸在盛花期未被檢測到以外,還有27種揮發性成分在盛花期也未被檢測到。可能是因未在同一時間采樣而導致,植物花香物質的合成在整個植物周期中處于動態的變化過程,受到多方面因素的調控(劉偲,2015)。葉家桐等(2023)研究發現,鴛鴦茉莉在一天中不同時段揮發性成分及釋放量有所差異,在 11:00—15:00 時間段明顯增多,在清晨和傍晚相對含量較少;黃昕蕾等(2018)研究發現,鼓槌石斛香氣成分種類和釋放量在一天中先升后降,在14:00時達到最大值。
綜上所述,本研究通過對鼓槌石斛不同時期及盛花期不同部位揮發性成分進行測定分析,結果表明鼓槌石斛在花朵開放過程中揮發性物質種類及含量逐漸增多,在盛花期達到最多,主要為酯類和萜烯類;在不同部位花香成分存在差異,主要釋放花香的部位為花瓣和萼片,其中花瓣的主要貢獻為釋放萜烯類物質,萼片中揮發性成分種類最多。這些結果有助于認識鼓槌石斛的揮發性物質,并加以利用,為將來石斛揮發性成分應用于日化及開發特異性香型產品等提供參考依據。
參考文獻:
DING LQ, LUO Q, QIN Q, et al., 2023. Analysis on the aroma components of different floral organs of Cymbidium sinense based on HS-SPME-GC-MS [J]. Chin J Trop Crops, 44(9): 1879-1888." [丁麗瓊, 羅清, 覃茜等, 2023. 基于HS-SPME-GC-MS分析墨蘭不同花器官香氣成分 [J]. 熱帶作物學報, 44(9): 1879-1888.]
DUDAREVA N, KLEMPIEN A, MUHLEMANN JK, et al., 2013. Biosynthesis, function and metabolic engineering of plant volatile organic compounds [J]. New Phytol, 198: 16-32.
GERARD FA, IOLANDA F, JOAN L, et al., 2017. β-Ocimene a key floral and foliar volatile involved in multiple interactions between plants and other organisms [J]. Molecules, 22(7): 1148.
HOU J, FAN YP, 2009. Analysis on the volatile components in different parts of Cymdibium ensifolium [C] //Research progress of ornamental horticulture in China. Guangzhou: College of Horticulture, South China Agricultural University, Flower Research Center, South China Agricultural University: 16-320." [侯佳, 范燕萍, 2009. 建蘭花器官不同部位揮發性香氣成分差異性分析 [C]//中國觀賞園藝研究進展. 廣州: 華南農業大學園藝學院, 華南農業大學花卉研究中心: 16-320.]
HU GP, FANG XP, YANG ZN, et al., 2010. Study on the volatile components in different part of Michelia yunnanensis flower" [J]. J Anhui Agric Sci, 38(14): 7321-7323." [胡光平, 方小平, 楊占南等, 2010. 云南含笑花不同部位揮發性成分研究 [J]. 安徽農業科學, 38(14): 7321-7323.]
HUANG XL, 2018. Research on molecular regulation mechanism of formation of floral color and floral fragrance of Dendrobium chrysotoxum based on transcriptome sequencing [D]. Beijing: Chinese Academy of Forestry: 4." [黃昕蕾, 2018. 基于轉錄組測序的鼓槌石斛花色花香形成分子調控機理研究 [D]. 北京: 中國林業科學研究院: 4.]
HUANG XL, ZHENG BQ, WANG Y, 2018. Study of aroma compounds in flowers of Dendrobium chrysotoxum in different florescence stages and diurnal variation of full blooming stage [J]. For Res, 31(4): 142-149." [黃昕蕾, 鄭寶強, 王雁, 2018. 鼓槌石斛不同花期香氣成分及盛花期香氣日變化規律研究 [J]. 林業科學研究, 31(4): 142-149.]
JI ZH, CHEN XQ, LUO YB, 1999. Flora Reipublicae Popularis Sinicae: Vol. 19 [M]. Beijing: Science Press: 111 [吉占和, 陳心啟, 羅毅波, 1999. 中國植物志: 第19卷 [M]. 北京: 科學出版社: 111.]
LESGARDS JF, BALDOVINI N, VIDAL N, et al., 2014. Anticancer activities of essential oils constituents and synergy with conventional therapies [J]. Phytother Res, 28(10): 1423-1446.
LI CH, HUANG MZ, HUANG SH, et al., 2015. Volatile components in flowers of four Dendrobium species [J]. J Trop Subtrop Bot, 23(4): 454-462." [李崇暉, 黃明忠, 黃少華, 等, 2015. 4種石斛屬植物花朵揮發性成分分析 [J]. 熱帶亞熱帶植物學報, 23(4): 454-462.]
LIU X, 2015. The release and storage of floral scent and characterization of OfTPS5 in Osmanthus fragrans Lour [D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University." [劉偲, 2015. 桂花香氣的釋放與貯存規律及萜烯合酶OfTPS5的功能分析 [D]. 武漢: 華中農業大學.]
QIN J, ZHANG M, PAN TF, et al., 2017. Analysis of aromatic compounds during four flowering stages in Narcissus spp. by CG-MS [J]. Subtropical Agric Res, 13(1):" 41-45." [秦軍, 張蒙, 潘騰飛, 等, 2017. 歐洲水仙4個花期香氣成分的GC-MS分析 [J]. 亞熱帶農業研究, 13(1): 41-45.]
QIU S, ZHENG WJ, XIA K, et al., 2019. Volatile components in flowers of" Dendrobium moniliforme" [J]. Guihaia, 39(11): 1482-1495." [仇碩, 鄭文俊, 夏科, 等. 細莖石斛花朵揮發性成分分析 [J]. 廣西植物, 39(11):" 1482-1495.]
RAO VSN, MENEZES AMS, VIANA GSB, 1990. Effect of myrcene on nociception in mice [J]. J Pharm Pharmacol, 42(12): 877-885.
WANG S, DU ZH, YANG XY, et al., 2022. An integrated analysis of metabolomics and transcriptomics reveals significant differences in floral scents and related gene expression between two varieties of Dendrobium loddigesii [J]. Appl Sci, 12(3): 1262.
WANG PY, LUO WH, YAN PP,et al., 2022. Analysis of the volatile components of 6 dendrobium flowers by GC-MS [J/OL]. Mol Plant Breed, 1-14 [2024-03-14]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20221121.1032.004.html." [王培育, 羅維鴻, 顏沛沛, 等, 2022. 基于GC-MS的6種石斛花揮發性成分分析 [J/OL]. 分子植物育種, 1-14 [2024-03-14]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20221121.1032.004.html.]
WANG YC, ZENG YY, LI ZJ, et al., 2020. Aroma constituents in flower of" Dendrobium hancockii and D. trigonopus based on SPME-GC-MS analysis [J]. For Res, 33(3): 116-123." [王元成, 曾藝蕓, 李振堅, 等, 2020. 細葉石斛和翅梗石斛花朵賦香成分的GC-MS分析 [J]. 林業科學研究, 33(3): 116-123.]
WU JN, LIU ZY, WU MQ,et al., 2024. Analysis of volatile components in the flowers of seven species of Dendrobium [J]. Mol Plant Breed, 22(13): 4347-4356." [吳君楠, 劉子毓, 武美卿, 等, 2024. 七種石斛屬植物花朵的揮發性成分分析 [J]. 分子植物育種, 22(13): 4347-4356.]
XU H, YAO XZ, TONG KK, et al., 2023. Analysis of volatile components in different parts of flower organs of three species of tree peony [J]. J Nanjing For Univ (Nat Sci Ed), 47(3): 63-69, 1-5." [徐慧, 姚霞珍, 佟珂珂, 等, 2023. 3種牡丹花器官不同部位揮發性成分分析 [J]. 南京林業大學學報(自然科學版), 47(3): 63-69, 1-5.]
XU J, LI YY, ZHENG CS, et al., 2012. Studies of aroma compounds in Chrysanthemum in different florescence and inflorescence parts and aroma releasing" [J]. Acta Bot Boreal-Occident Sin, 32(4): 722-730." [徐瑾, 李瑩瑩, 鄭成淑, 等, 2012. 菊花不同花期及花序不同部位香氣成分和揮發研究 [J]. 西北植物學報, 32(4): 722-730.]
YAN PP, ZHOU JJ, YE W, et al. , 2022. Volatile components in flowers of Dendrobium officinale, D. hercoglossum and their hybrids [J]. J Trop Subtrop Bot, 30(4): 558-566." [顏沛沛, 周建金, 葉煒, 等, 2022. 鐵皮石斛和重唇石斛及其雜交子代花的揮發性成分分析 [J]. 熱帶亞熱帶植物學報, 30(4): 558-566.]
YANG YY, MA B, LI YY, et al., 2022. Transcriptome analysis identifies key gene LiMYB305 involved in monoterpene biosynthesis in Lilium ‘Siberia’ [J]." Front Plant Sci, 13: 3951.
YE JT, DENG T, HU XH, et al., 2023. Aroma compounds in flowers of Brunfelsiabrasiliensis with two flower colors and diurnal variation of full blooming stage [J/OL]. Mol Plant Breed, 1-20 [2024-03-14]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20230720.1417.006.html." [葉家桐, 鄧濤, 胡興華, 等. 鴛鴦茉莉花兩種花色香氣成分及盛花期香氣日變化規律 [J/OL]. 分子植物育種, 1-20 [2024-03-14]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20230720.1417.006.html.]
ZHANG C, LIU SJ, YANG L, et al., 2017. Determination of volatile components from flowers of Dendrobium moniliforme ( L. ) Sw. in Yunnan by GC-MS [J]. J Yunnan Agric Univ ( Nat Sci), 32(1): 174-178." [張聰, 劉守金, 楊柳, 等, 2017. GC-MS法檢測云南產細莖石斛花中揮發性成分 [J]. 云南農業大學學報(自然科學), 32(1): 174-178.]
ZHANG Y, LI X L, WANG Y, et al., 2011. Changes of aroma components in Oncidium Sharry Baby in different florescence and flower parts [J]. Sci Agric Sin, 44(1): 110-117." [張瑩, 李辛雷, 王雁, 等, 2011. 文心蘭不同花期及花朵不同部位香氣成分的變化 [J]. 中國農業科學, 44 (1):" 110-117.]
ZHANG YY, ZHAO RJ, XU F, et al., 2024. Analysis of volatile components of four aromatic Dendrobium flowers [J]. J Trop Subtrop Bot, 32(2): 264-272." [張鈺瑩, 趙瑞晶, 許鳳, 等, 2024. 4種香花型石斛花朵的揮發性成分分析 [J]. 熱帶亞熱帶植物學報, 32(2): 264-272.]
ZHOU CC, FAN JJ, TAN RN, et al., 2022. Aromatics in floral organs of Malus Brandywine during different flowering stages [J]. Fujian J Agric Sci, 37(8): 1038-1047." [周晨晨, 范俊俊, 譚瑞楠, 等, 2022. ‘白蘭地’海棠不同花期與不同花器官的香氣成分分析 [J]. 福建農業學報, 37(8):" 1038-1047.]
ZOU JJ, CAI X, ZENG XL, et al., 2017. Changes of aroma active compounds in different cultivars of Osmanthus fragrans during flowering" [J]. Acta Hortic Sin, 44(8): 1517-1534." [鄒晶晶, 蔡璇, 曾祥玲, 等, 2017. 桂花不同品種開花過程中香氣活性物質的變化 [J]. 園藝學報, 44(8): 1517-1534.]
(責任編輯 蔣巧媛 王登惠)
基金項目:" 云南省科技廳科技人才與平臺計劃(202005AD160014); 綠色食品牌項目(530000210000000013742); 云南省種子種業聯合實驗室項目(202205AR070001-05); 重大科技專項(202002AA100007)。
第一作者: 趙瑞晶(1999—),碩士研究生,主要從事蘭屬和石斛屬植物新品種選育和繁育研究,(E-mail)2235812331@qq.com。
*通信作者:" 李東徽,教授,主要從事園林植物資源與利用研究,(E-mail)landsliy@qq.com; 李涵,博士,研究員,主要從事蘭花種質資源創新研究,(E-mail)354919772@qq.com。