油茶藍翅天牛對油茶枝條揮發物的影響

摘 要：【目的】明確油茶藍翅天牛危害對油茶枝條揮發物相對含量的影響變化，以期為篩選出油茶枝條對油茶藍翅天牛具有引誘或趨避作用的化學物質提供參考。【方法】應用全自動頂空固相微萃取技術（HS-SPME）對健康和被藍翅天牛危害的油茶枝條揮發物進行提取，結合GC-MS 聯用技術對其揮發物成分和含量進行分析鑒定。【結果】健康狀態下油茶枝條揮發物鑒定出82 種，受危害狀態下油茶枝條揮發物鑒定出83 種。2 種狀態下油茶枝條揮發物均包含了酮類、含氮化合物、醇類、萜類、雜環化合物、酯類、烴類、醛類、芳烴類、胺類、酚類、含硫化合物12 個類別。健康枝條和受到油茶藍翅天牛危害枝條中揮發物β- 羅勒烯、2，6- 二甲基-5- 庚烯醛、羅勒烯、α- 萜品醇、（R）-2- 己醇相對含量較高，分別占6.964%、5.607%、4.902%、3.779%、3.218% 和7.647%、5.249%、5.224%、3.611%、3.435%。甲酸葉醇酯是受到油茶藍翅天牛危害枝條中特有的揮發性成分，相對含量為4.814%。2 種狀態下油茶枝條釋放的多種揮發物間存在顯著性差異。在健康枝條中，（-）- 順- 香芹醇相對含量高達4.551%，而在受到油茶藍翅天牛危害的枝條中相對含量僅為0.009%，兩者之間存在極顯著差異。2，4- 二甲基-1-（1- 甲基乙烯基）-環己烯、間叔丁基- 苯酚、低聚乙醛、N-（1- 甲基乙基）- 苯甲胺、1- 甲氧基-4- 甲基-2-（1- 甲基乙基）- 苯、2-（1，1-二甲基乙基）- 苯酚等化合物間均存在顯著差異。【結論】油茶藍翅天牛對油茶枝條揮發物的種類和含量有影響。2 種狀態下酯類和胺類相對含量之間存在顯著差異，酚類化合物相對含量之間存在極顯著差異。

關鍵詞：油茶藍翅天牛；枝條揮發物；相對含量；GC-MS

中圖分類號：S763.7；S433.5 文獻標志碼：A 文章編號：1003—8981（2025）01—0146—08

油茶Camellia oleifera 是我國重要的木本油料，也是健康優質食用植物油的重要來源，并且具有不與糧爭地的優良特質。自2008 年科技創新起引領作用以來，特別是近年來油茶分子育種工作發展，油茶品質得到改良，產量得到了較大提高，大大提高了油茶的種植效率[1-2]。經過十幾年的發展，油茶產業已具有一定規模，成為我國大宗油料作物之一，在保障國家糧油安全、精準脫貧、促進鄉村振興以及林業產業建設上作出了重大貢獻[3]。我國油茶重點發展區域的湖南、江西、廣西，油茶產量占全國油茶增產總量的75.6%[4]。截至2023年，江西全省油茶林總面積達到11 173.33 km2。隨著單一油茶林種植面積的擴增，病蟲害發生也呈現上升趨勢，在一定程度上阻礙了我省油茶產業的健康發展[5]。在油茶病蟲害中，枝干病蟲害因為大部分蟲期都較隱蔽，故具有危害程度大、防治困難等特點，成為影響油茶生長最重要的蟲害[6]，其中油茶藍翅天牛Bacchisa atritarsis（Pic.）是油茶枝干害蟲中危害最為嚴重的一種。據調查，福建、浙江、廣西、江西、陜西等地油茶藍翅天牛危害率在10% ～ 100%，蟲口密度達到了驚人的0.1 ～ 47.0 頭/ 株[7-14]。

植物在不同的生長發育時期，其表面或器官內部都會散發一些化學物質，這些化學物質在昆蟲的寄主選擇、產卵、交配等行為活動中發揮著重要作用[15]。植物來源的揮發物是昆蟲對寄主的選擇和生命活動的重要依據，或者作為直接或間接的防御反應[16]，是植物與昆蟲相互作用的重要介質。植物在正常生長發育進程中和在受到昆蟲食害、機械致傷、病原物侵染等生物和非生物脅迫因子影響下散發的化學物質在成分上存在一定的差異[17]。本研究采用全自動頂空固相微萃取技術（HS-SPME）對健康和被藍翅天牛危害的油茶枝條揮發物進行萃取收集，并通過GC-MS 聯用技術對揮發物的成分進行分析和鑒定，揭示受危害情況下油茶枝條揮發物的變化，為篩選油茶藍翅天牛化學信息提供參考依據。

1 研究材料

1.1 試驗地概況

油茶枝條均采自于江西省高安市油茶基地（115°E，28°N），屬亞熱帶季風氣候，四季分明，雨量充沛，光照充足，無霜期長，全年平均氣溫17.7 ℃。基地油茶種植面積1.9×104 hm2，品種主要為長林系列，油茶樹齡為8 ～ 17 a。

1.2 試驗材料

以10 年生‘長林4 號’油茶為試材，隨機采集健康枝條和受到油茶藍翅天牛危害的油茶枝條，并做標記。每組3 個枝條，每組做3 次重復。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理

從試驗基地采集的樣品立即放入-80 ℃冰箱中保存。試驗前從冰箱中取出樣品進行液氮研磨，渦旋混合均勻，然后稱取500 mg 樣本（液體1 mL）于頂空瓶中，分別加入6 mL 飽和NaCl溶液，10 μL（50 μg/mL）正己烷內標溶液，再采用全自動頂空固相微萃取技術（HS-SPME）進行樣本萃取。萃取過程：在60 ℃恒溫條件下振蕩5 min，120 μm cVB/CWR/PcMS 萃取頭插入樣品頂空瓶，頂空萃取15 min，250 ℃下解析5 min，然后進行GC-MS 分離鑒定。萃取前萃取頭在Fiber concitioning station（光纖調節站）中250 ℃下老化5 min。

1.3.2 GC-MS 測定

使用Agilent 8890-7000c 對健康和受害油茶枝條的揮發性化學物質種類進行鑒定。具體參數設置和步驟：

色譜柱為DB-5MS毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm，Agilent Jamp;W Scientific，Folsom，CA，USA），載氣為高純氦氣（純度不小于99.999%），恒流流速1.2 mL/min，進樣口溫度250 ℃，不分流進樣，溶劑延遲3.5 min。程序升溫：40 ℃保持3.5 min，以10 ℃ /min 升至100 ℃，再以7 ℃ /min升至180 ℃，最后以25 ℃ /min 升至280 ℃，保持5 min。

質譜條件：電子轟擊離子源（EI），離子源溫度230 ℃，4 級桿溫度150 ℃，質譜接口溫度280 ℃，電子能量70 eV，掃描方式選擇離子檢測模式（SIM）（GB 23200.8-2016）。

1.3.3 數據處理與分析

通過MassHunter 軟件處理質譜分析后的下機原始數據。基于氣質聯用分析譜庫，對揮發物進行質譜分析，并參考標準圖譜對全部檢索結果進行核對和補充檢索。定量分析采用峰面積歸一化法確定各成分的相對含量。使用統計軟件SPSS20.0 軟件進行數據分析。差異性分析采用方差（ANOVA）分析法。

2 結果與分析

2.1 揮發物種類及相對含量分析

通過鑒定，健康和受害枝條揮發物種類包括酮類、含氮化合物、醇類、萜類、雜環化合物、酯類、烴類、醛類、芳烴類、胺類、酚類、含硫化合物12 類化合物（見表1）。其中，醇類數量最多，共有17 種；健康枝條中相對含量為20.431%，受害枝條中相對含量為16.337%，含量之間并無顯著差異。酮類數量占比第二，共有15 種；健康和受害枝條中相對含量分別為17.354%、17.593%，含量之間無并無顯著差異。2 種狀態下，油茶枝條化合物種類中酯類和胺類相對含量之間存在顯著差異，酚類化合物相對含量之間存在極顯著差異；酯類在危害狀態下較健康狀態下相對含量高約3.849%；胺類在健康狀態下較受危害狀態下相對含量高約0.295%；酚類相對含量健康狀態下約是危害狀態下的4 倍。

2.2 揮發物組分及相對含量分析

從表2 可以看出油茶枝條在油茶藍翅天牛危害和不危害狀態下釋放的揮發物分別鑒定出83 和82 種。甲酸葉醇酯僅在受到油茶危害的枝條中檢測到，相對含量為4.814%。健康枝條中，β- 羅勒烯、2，6- 二甲基-5- 庚烯醛、羅勒烯、（-）- 順-香芹醇、α- 萜品醇、（R）-2- 己醇的相對含量較高，分別為6.964%、5.607%、4.902%、4.551%、3.779%、3.218%。在受到油茶藍翅天牛危害的枝條中，β- 羅勒烯、2，6- 二甲基-5- 庚烯醛、羅勒烯、甲酸葉醇酯、α- 萜品醇、（R）-2- 己醇相對含量較高，分別為7.647%、5.249%、5.224%、4.814%、3.611%、3.435%。2 種狀態下油茶枝條的7 種揮發物組分含量存在顯著性（P ＜ 0.05）或極顯著差異（P ＜ 0.01）。（-）- 順- 香芹醇在健康枝條中的相對含量（4.551%）與受害枝條中的相對含量（0.009%）存在極顯著差異（P ＜ 0.01）。2，4- 二甲基-1-（1- 甲基乙烯基）- 環己烯、間叔丁基- 苯酚、低聚乙醛、N-（1- 甲基乙基）- 苯甲胺、1- 甲氧基-4-甲基-2-（1- 甲基乙基）- 苯、2-（1，1- 二甲基乙基）-苯酚等化合物在2 種狀態下油茶枝條的揮發物中相對含量均存在顯著差異（P ＜ 0.05）。

3 討 論

植物揮發物種類和數量受內源和外源因素影響，內源因素主要為樹齡和部位。對于油茶揮發物成分的鑒定分析，龍正海等[18] 測定了油茶樹嫩枝揮發性成分，總共分析到35 種化合物，其中α-萜品醇、芳樟醇、香葉醇、橙花叔醇、水楊酸甲酯、1- 辛醇相對含量較多，α- 萜品醇占比最多，為13.18%。邱建生等[19] 測定了貴州、云南2 省12 種山茶屬Camellia 植物花的揮發性物質及相對含量，共分離鑒定出醛類、酮類、醇類、酯類、萜烯類、烷烴類、酸類及其他共8 類揮發性化合物，41 ～ 88 種；其中醇類平均相對含量占比最高，達29.87%；醇類組分中以（Z）-3- 己烯-1- 醇相對含量最高。劉微芬等[20] 從“長林”系列4 個品種油茶花中分別鑒定出94 ～ 101 種化合物，包含了醇、酮、烷烴、芳香烴、酯和醛等類別化合物，其中醇類化合物在油茶花的主要揮發性成分中占比最高。黃欣等[21] 測定出幼齡油茶健康枝葉揮發物共含有17 種類別，其中以萜烯類化合物的含量相對較高，其次為烷烴類和酯類；組分以α- 法尼烯含量最高，含量達27.397%。Liang 等[22] 測定了油茶新鮮果殼和干燥果殼中揮發物的成分，在新鮮果殼中發現了4 種關鍵的香氣化合物，分別是間甲酚、對甲酚、冰片和2，3- 二甲苯；在干燥果殼中發現16 種，包括2- 壬烯醛、正癸烷醛、香葉醇、冰片等。本研究測定的油茶枝條揮發物類別以醇類相對含量最高，組分以β- 羅勒烯相對含量最高，與其他研究人員關于油茶嫩枝和油茶花鑒定出的揮發性化合物有一定的差異。例如，在油茶樹嫩枝揮發性成分中最高含量α- 萜品醇的含量[18] 是本研究中α- 萜品醇含量的3.5 倍；山茶花中揮發性成分中以醇類相對含量最高[20]，與本研究中健康枝條中醇類相對含量最高一致；幼齡油茶健康枝葉揮發物以萜烯類化合物的含量最高[21]，而本研究中萜烯類化合物含量排第三；干燥果殼中揮發物的成分僅為16 種[22] 與本研究測定的揮發物的成分有82種之多有一定的差異，這可能與揮發物的提取方法[23] 以及提取植物的生長發育程度、組織部位等因素有關[24]。

植物揮發物是植物向環境生物傳遞信息的載體。當周圍環境發生改變時，植物會作出相應的應答反應，導致散發的揮發物的種類和數量產生變化。劉娟[25] 測定出云南松受小蠹蟲蛀梢脅迫后釋放的α- 蒎烯的相對含量顯著減少、而β- 蒎烯的相對含量顯著增加。郝德君等[26] 比較、分析了松墨天牛對健康枝條揮發物和被松材線蟲危害的枝條揮發物的觸角電位和行為反應，結果表明松墨天牛對被害枝條揮發物表現更有引誘效果。本研究測定2 種不同狀態下油茶枝條揮發物存在種類和數量，發現受油茶藍翅天牛危害后，（-）- 順-香芹醇、間叔丁基- 苯酚、2-（1，1- 二甲基乙基）-苯酚相對含量顯著減少，而甲酸葉醇酯、2，4- 二甲基-1-（1- 甲基乙烯基）- 環己烯、低聚乙醛、N-（1-甲基乙基）- 苯甲胺則顯著增加。含量變化趨勢不同可能來源于植物對受到不同蟲害脅迫做出的應答反應。

植物揮發物可以參與害蟲的寄主選擇行為或者作為吸引天敵定位害蟲的信號物質。基于植物揮發物開發引誘劑可用于誘捕[27]。吳佳昊等[28] 研究發現α- 蒎烯和β- 羅勒烯對星天牛具有強烈引誘作用，吳軒[29] 研究發現順-3- 己烯醇、乙酸葉醇酯、α- 蒎烯、壬醛，這些揮發物可用來開發作為光肩星天牛的引誘劑。如果從本研究結果中選擇含量較高的幾種揮發性化合物，來進行油茶藍翅天牛觸角電位試驗以及田間引誘試驗，有可能開發出油茶藍翅天牛的引誘劑，甚至可通過人工合成比具有引誘作用的天然揮發物更有穩定性和誘蟲效果更優的類似物來研制引誘劑[30]，為油茶藍翅天牛生物防治開辟新的途徑。其中甲酸葉醇酯僅在受到油茶藍翅天牛危害的枝條中存在。雖然目前尚無關于甲酸葉醇酯對天牛類具有引誘作用的報道，但在今后進行油茶藍翅天牛引誘劑開發中可以考慮把甲酸葉醇酯作為重點研究對象，驗證其是否具有開發為油茶藍翅天牛引誘劑的價值。

4 結 論

本研究利用全自動頂空固相微萃取技術（HSSPME）結合GC-MS 聯用技術對健康和受油茶藍翅天牛危害的油茶枝條揮發物組分進行鑒定，分別鑒定出82 和83 種，包含了酮類、含氮化合物、醇類、萜類、雜環化合物、酯類、烴類、醛類、芳烴類、胺類、酚類、含硫化合物12 個類別。在2 種不同狀態枝條中均以β- 羅勒烯相對含量最高，其次為2，6- 二甲基-5- 庚烯醛、羅勒烯、（-）- 順-香芹醇、α- 萜品醇、（R）-2- 己醇。甲酸葉醇酯是受害枝條特有的揮發性化學物。2 種狀態下油茶枝條釋放的多種揮發物間存在顯著性差異。在健康枝條中，（-）- 順- 香芹醇相對含量高達4.551%，而在受到油茶藍翅天牛危害的枝條中相對含量僅為0.009%，兩者之間存在極顯著差異（P ＜ 0.01）；此外，2，4- 二甲基-1-（1- 甲基乙烯基）- 環己烯、間叔丁基- 苯酚、低聚乙醛、N-（1- 甲基乙基）-苯甲胺、1- 甲氧基-4- 甲基-2-（1- 甲基乙基）- 苯、2-（1，1- 二甲基乙基）- 苯酚等化合物間均存在顯著差異（P ＜ 0.05）。利用本試驗關于油茶枝條受油茶藍翅天牛危害后揮發物種類和含量的結果，可進一步進行油茶藍翅天牛引誘試驗，為研制油茶藍翅天牛引誘劑提供依據。

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[ 本文編校：張雨朦]

基金項目：江西林業科技創新專項（[2021]26 號）；江西省林業科學院應用基礎研究項目（2024512501）。