星天牛防治視角下的苦楝枝條及葉片揮發(fā)性成分的氣相色譜-質(zhì)譜分析

摘要：" [目的]分析苦楝枝條及葉片揮發(fā)物成分，找出可能對(duì)星天牛產(chǎn)生引誘效果的化學(xué)物質(zhì)。[方法]通過頂空-固相萃取苦楝樹枝條及葉片，采用色譜、質(zhì)譜儀對(duì)成分進(jìn)行檢測(cè)分析。用SPSS27軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。[結(jié)果]苦楝枝條與葉片的揮發(fā)性成分存在顯著差異，枝條共檢出揮發(fā)性成分47種，葉片29種，共同成分17種。其中枝條主要揮發(fā)性成分為乙醇、二丙基二硫、α-依蘭油烯、d-檸檬烯、雙環(huán)大根香葉烯、檜烯、丙硫醇、β-月桂烯等，葉片主要化學(xué)成分為（3E）-4，8-二甲基壬-1，3，7-三烯、乙醇、檜烯、雙環(huán)大根香葉烯、β-月桂烯、d-檸檬烯等。枝條和葉片中單萜類化合物（C10H16）與倍半萜類化合物（C15H24）含量較多，其中枝條中單萜類化合物含量占21.38%，倍半萜類化合物占27.73%；葉片中單萜類化合物占40.07%，倍半萜類化合物占17.35%。枝條與葉片中含量較多且成分相同的是乙醇、d-檸檬烯、雙環(huán)大根香葉烯、檜烯、β-月桂烯。

關(guān)鍵詞：" 苦楝；" 揮發(fā)性成分；" 氣相色譜-質(zhì)譜

中圖分類號(hào)：" "S 791" " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：" "A" " " " " " " " 文章編號(hào)：１００1 － 9499（２０25）01 － 0051 － 04

Gas Chromatography-Mass Spectrometry Analysis of Volatile Components in Melia azedarach Branches and Leaves from the Perspective of Anoplophora chinensis Control

CAO Qiaolin1 YI Rui1** MA Chao1 ZENG Hailong2

（1." Forestry Science Institute of Nanchong，" Sichuan Nanchong 637000;" 2." Thermo Fisher Scientific （China） Co.， Ltd.，" Sichuan Chengdu 610000）

Abstract [Objective] Analyze the volatile components of Melia azedarach branches and leaves to identify the chemical substances that may have an attractive effect on Anoplophora chinensis. [Method]The branches and leaves of the Chinese toon tree were extracted by headspace solid-phase extraction， and the components were detected and analyzed by chromatography and mass spectrometry. The test data were analyzed by independent sample t-test using SPSS 27 software. [Result] There are significant differences in the volatile components between the branches and leaves of Melia azedarach. A total of 47 volatile components were detected in the branches and 29 in the leaves， with 17 common components. The main volatile components of the branches are ethanol， dipropyl disulfide， α-muurolene， d-limonene， bicyclogermacrene， sabinene， propanethiol， β-myrcene， etc. The main chemical components of the leaves are （3E）-4，8-dimethylnon-1，3，7-" triene， ethanol， sabinene， bicyclogermacrene， β-myrcene， d-limonene， etc. Monoterpenoids （C10H16） and sesquiterpenoids（C15H24） are abundant in both branches and leaves. Among them， the content of monoterpenoids in branches accounts for 21.38%， and sesquiterpenoids account for 27.73%; the content of monoterpenoids in leaves accounts for 40.07%， and sesquiterpenoids account for 17.35%. The components with high contents and the same components in both branches and leaves are ethanol， d-limonene， bicyclogermacrene， sabinene， and β-myrcene.

Key words Melia azedarach; volatile components; gas chromatography-mass spectrometry

苦楝（Melia azedarach），楝科（Meliaceae）楝屬（Melia）高大落葉喬木，廣泛分布在我國(guó)陜西、甘肅、云南、四川、福建、海南等多個(gè)?。ㄊ校?，是四川省南充市的鄉(xiāng)土樹種，多為野生。崔子佳等基于CNKI數(shù)據(jù)庫的苦楝研究文獻(xiàn)劑量分析得出近十年來，苦楝研究的熱點(diǎn)主要圍繞中草藥、苦楝皮、種源等展開，對(duì)產(chǎn)卵的影響可能是目前研究熱點(diǎn)之一，苦楝皮的研究主要在醫(yī)藥和農(nóng)藥領(lǐng)域[ 1 ]。同時(shí)，朱寧、張冬勇等對(duì)比了星天牛對(duì)復(fù)葉槭、青皮垂柳、苦楝取食喜好，結(jié)果表明星天牛最喜歡取食苦楝[ 2 ]。眾多研究發(fā)現(xiàn)星天成蟲最喜取食苦楝的樹皮、嫩梢、葉柄等作為補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，且在野外苦楝樹上有群集取食現(xiàn)象[ 3 ]。

植物的枝條和葉片揮發(fā)性成分分析有助于更加有效地進(jìn)行防蟲研究和開發(fā)利用，黃金水、何學(xué)友等用5種溶劑常溫下浸泡苦楝樹葉及嫩枝皮，用浸提液制成誘芯對(duì)星天牛成蟲進(jìn)行引誘試驗(yàn)[ 3 ]，彭瀚、劉亞寧等采用索式抽提法得到的粗提液進(jìn)行天牛嗅覺試驗(yàn)和林間誘捕試驗(yàn)[ 4 ]，朱寧、張冬勇等采用動(dòng)態(tài)頂空吸附法分別抽取復(fù)葉槭、青皮垂柳和苦楝枝條的揮發(fā)物進(jìn)行光肩星天牛和星天牛的野外誘捕試驗(yàn)[ 2 ]。本試驗(yàn)采用頂空-固相萃取收集苦楝枝、葉揮發(fā)性成分，用氣相-質(zhì)譜儀進(jìn)行分析，對(duì)比研究枝、葉揮發(fā)性氣體的差異，以期為進(jìn)一步利用苦楝樹進(jìn)行星天牛誘捕試驗(yàn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 材料來源

2024年4月在南充市西充縣蓮池鎮(zhèn)四川省盛祥玫瑰生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司有機(jī)玫瑰種植基地道路旁的4年生苦楝樹上剪取1年生枝條和葉片。

1. 2 儀器方法

1. 2. 1 儀器型號(hào)

采用Trace 1610 GC-ISQ7610氣相色譜質(zhì)譜連用儀（Thermo Fisher Scientific），TriPlus RSH SMART三合一進(jìn)樣器（Thermo Fisher Scientific）。

1. 2. 2 前處理方法

將樣品分為枝條和葉片兩種處理，枝條切成小段稱取2.0 g，葉片切碎稱取1.0 g。采用頂空-固相微萃取法，將待測(cè)樣品加入到頂空瓶中，通過頂空技術(shù)將樣品中的揮發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)到頂空瓶中，再通過固相微萃取材料對(duì)樣品中的目標(biāo)化合物進(jìn)行富集，最終將富集的目標(biāo)化合物洗脫后進(jìn)行GCMS分析。每種處理重復(fù)3次。

方法選用 85 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭，樣品在50 ℃平衡20 min，然后再以50 ℃萃取25 min，最后在進(jìn)樣口（250 ℃）解析3 min；每個(gè)樣品之間，萃取頭于250 ℃老化5 min，以防止樣品間污染。

1. 2. 3 檢測(cè)條件

采用Thermo Fisher ISQ7610氣相色譜質(zhì)譜連用儀分析。載氣：高純氦氣，流量1.0 mL/min；色譜柱：TG-5silMS（30 m×0.25 mm×0.25μm）；分流進(jìn)樣，分流比20∶1；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；程序升溫：35 ℃（7 min），5 ℃/min升至150 ℃（0 min），8 ℃/min升至250 ℃（7 min）；離子源溫度：280 ℃；接口溫度：250 ℃；掃描模式：全掃描模式，掃描范圍（33～350 m/z）；切割時(shí)間：0 min。

1. 2. 4 分析方法

采用定性與定量相結(jié)合的方法，將檢測(cè)到的化合物圖譜通過與質(zhì)譜庫化合物對(duì)比解析確定苦楝枝條和葉片各種成分，按照峰面積歸一化法得到各成分的相對(duì)質(zhì)量百分比。

2 結(jié)果與分析

2. 1 苦楝枝葉揮發(fā)性成分分析

本次試驗(yàn)共檢測(cè)出苦楝枝條揮發(fā)性成分47種，葉片29種，結(jié)果見表1和表2。

從表1可以看出苦楝枝條揮發(fā)性成分含量最多的是乙醇，然后依次是二丙基二硫、α-依蘭油烯、d-檸檬烯、雙環(huán)大根香葉烯、檜烯、丙硫醇、β-月桂烯；從化學(xué)式分析可知單萜類化合物（C10H16）與倍半萜類化合物（C15H24）含量最高，分別為21.38%、27.73%。

從表2可以看出，苦楝葉片揮發(fā)性成分含量最多的是（3E）-4，8-二甲基壬-1，3，7-三烯，然后依次是乙醇、檜烯、雙環(huán)大根香葉烯、β-月桂烯、d-檸檬烯、α-法尼烯、順-3-己烯醇、α-蒎烯；從化學(xué)式分析可知單萜類化合物（C10H16）與倍半萜類化合物（C15H24）含量最高，分別為40.07%、17.35%。

2. 2 苦楝枝葉主要揮發(fā)性成分對(duì)比分析

從檢測(cè)結(jié)果對(duì)比分析苦楝枝條和葉片揮發(fā)性成分可知，枝條和葉片共含有17種相同揮發(fā)物，這17種揮發(fā)物中含量較高的分別是乙醇、d-檸檬烯、雙環(huán)大根香葉烯、檜烯、β-月桂烯，經(jīng)過SPSS27軟件分析可知乙醇、d-檸檬烯、雙環(huán)大根香葉烯、檜烯、β-月桂烯在葉片中的含量顯著高于枝條中的含量。枝條中獨(dú)有且含量較高的揮發(fā)物有二丙基二硫、α-依蘭油烯、正丁基乙醚，葉片中獨(dú)有且含量較高的揮發(fā)物有α-蒎烯、乙酸乙酯。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)在苦楝枝條揮發(fā)物中共檢測(cè)到47種成分，這與朱寧等對(duì)苦楝枝條揮發(fā)物成分進(jìn)行檢測(cè)得到11種化合物的結(jié)果存在明顯差異，這可能一方面與前處理方法不同有關(guān)，一種是采用動(dòng)態(tài)頂空吸附法，一種是頂空-固相微萃取，動(dòng)態(tài)頂空吸附法在吸附和解吸過程可能造成樣品組分的丟失；另一方面也可能與選擇的苦楝枝條不同有關(guān)，許多研究表明，同種不同源的樹木在揮發(fā)性化學(xué)成分的組成類別和含量上有明顯差異[ 5 ]。

苦楝枝、葉中以d-檸檬烯、檜烯和β-月桂烯為主要成分的單萜揮發(fā)性和以雙環(huán)大根香葉烯為主的倍半萜化合物占了較高比重，其次乙醇是枝條和葉片中含量最高的揮發(fā)物。劉博等指出大部分蛀干性害蟲都是依賴寄主揮發(fā)性氣味才尋找寄主，這樣進(jìn)行取食、產(chǎn)卵定位[ 6 ]；Yasui等認(rèn)為倍半萜物質(zhì)在星天牛遠(yuǎn)距離定位配偶過程中發(fā)揮著作用[ 7 ]；黃金水等用乙醇為溶劑得到的苦楝枝葉浸提物進(jìn)行星天牛近距離引誘試驗(yàn)取得了較好效果，并認(rèn)為苦楝樹中具有活性的引誘成分為醇類和芳香族化合物[ 3 ]。因此，可以嘗試用乙醇、d-檸檬烯、雙環(huán)大根香葉烯、檜烯、β-月桂烯為主要化合物作為星天牛植物源引誘劑進(jìn)行田間引誘試驗(yàn)。

苦楝樹是一種對(duì)星天牛較為理想的誘餌樹[ 3 ]，星天牛在室外觀察還是室內(nèi)取食試驗(yàn)都喜歡咬食苦楝的枝條、嫩梢或者葉柄，但即使在極度饑餓的情況下也很少咬食葉片，這可能跟枝、葉的揮發(fā)物成分存在顯著差異有關(guān)；另一個(gè)原因也可能是枝、葉中的非揮發(fā)性物質(zhì)差異很大，大量關(guān)于苦楝樹引誘天牛的研究主要圍繞其枝葉的揮發(fā)性成分，彭瀚等指出非揮發(fā)性物質(zhì)能顯著激發(fā)星天牛取食[ 4 ]。

對(duì)苦楝枝葉成分進(jìn)行檢測(cè)分析從而尋找有效的植物源引誘劑是防治星天牛的有效手段，特別是遭受星天牛危害嚴(yán)重的有機(jī)食用林產(chǎn)品基地有更迫切的需求，本試驗(yàn)雖然在引誘成分上得出了一定的結(jié)論，但是各成分之間如何配比及田間引誘效果還有待進(jìn)一步探索研究。

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