馬 錁,張瑞萍,谷 超,尹君樂(lè),胡銳清,李建國(guó),羅 詩(shī)*
(1.東莞市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中心,廣東東莞 523086;2.東莞市盛唐化工有限公司,廣東東莞 523086;3.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,廣州 510642;)
桔小實(shí)蠅Bactrocera dorsalis 又名東方果實(shí)蠅,屬雙翅目實(shí)蠅科果實(shí)蠅屬,危害46個(gè)科250 多種水果和蔬菜,并且極易隨果蔬傳播蔓延,是國(guó)際上重要的檢疫性害蟲(chóng)(Clarke et al.,2005)。雌蟲(chóng)產(chǎn)卵于果皮下,幼蟲(chóng)取食果肉為害,直接影響是產(chǎn)量減少和田間控制成本增加,間接影響是需要采取控制措施,而且產(chǎn)品品質(zhì)降低(Clarke et al.,2011)。目前主要是靠化學(xué)農(nóng)藥和性引誘劑甲基丁香酚誘殺來(lái)防治桔小實(shí)蠅。化學(xué)農(nóng)藥不利于水果安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù),特別是近年來(lái),桔小實(shí)蠅田間種群已對(duì)有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑、擬除蟲(chóng)菊酯和阿維菌素等農(nóng)藥產(chǎn)生了嚴(yán)重的抗藥性,因此對(duì)桔小實(shí)蠅進(jìn)行誘殺是一種較好的防治策略(潘志萍等,
2005;Jin et al.,2011;Pagadala et al.,2012);甲基丁香酚只能引誘雄蟲(chóng),而且是一種致癌物質(zhì),一定劑量的甲基丁香酚能夠誘導(dǎo)哺乳動(dòng)物產(chǎn)生肝癌腫瘤并能誘導(dǎo)真核生物的染色體產(chǎn)生結(jié)構(gòu)異常(Schiestl et al.,1989)。
因此,尋找一種安全有效且能引誘桔小實(shí)蠅雌蟲(chóng)的物質(zhì)對(duì)防治桔小實(shí)蠅具有重要意義。桔小實(shí)蠅雌性成蟲(chóng)對(duì)寄主瓜果的選擇,主要根據(jù)瓜果本身和氣味(Prokopy,1990),筆者在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),裂開(kāi)的龍眼果實(shí)上有桔小實(shí)蠅在產(chǎn)卵、取食,這說(shuō)明龍眼裂果中存在引誘桔小實(shí)蠅的揮發(fā)性成分。本研究選取正常的龍眼果實(shí)和裂開(kāi)的龍眼果實(shí)作為研究材料,利用利用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)不同龍眼的揮發(fā)性成分進(jìn)行比較分析,旨在找出二者的差異,為進(jìn)一步探索對(duì)桔小實(shí)蠅有引誘活性的物質(zhì)及引誘劑的開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。
龍眼(石硤)采自廣東省東莞市厚街龍眼果園,裂果為在樹(shù)上自然裂開(kāi)的果實(shí),正常果與裂果均為成熟果,采集時(shí)間為2013年7月,采果過(guò)程隨機(jī)并快速完成。
內(nèi)標(biāo)(癸酸乙酯,為色譜純),美國(guó)Sigma公司。
采取頂空固相微萃取(SPME)-氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用儀(Agilent 7980A/5975C)分析法。
樣品處理:首先將頂空固相微萃取裝置的萃取纖維頭在氣相色譜的進(jìn)樣口老化,老化溫度為270℃,載氣流量為1 mL/min,老化時(shí)間1 h。取50 g 龍眼,置于15 mL 樣品瓶中,將萃取針頭通過(guò)聚四氟乙烯隔墊插入到樣品瓶中,推出纖維頭進(jìn)行吸附,等吸附完畢立即縮回纖維頭,從樣品瓶中拔出萃取針頭,再將萃取針頭直接插入氣質(zhì)聯(lián)用儀,推出纖維頭解析,同時(shí)啟動(dòng)儀器采集數(shù)據(jù)。
氣相色譜條件:DB-5 MS 毛細(xì)管柱(122-5532;30 m;I.D:0.25 mm;film:0.25μm,安捷倫);程序升溫:起始溫度35℃,停留5 min,3℃/min 升至150℃,10℃/min 升至240℃,停留2 min;進(jìn)樣口溫度250℃;載氣為氦氣。
質(zhì)譜條件:質(zhì)譜接口溫度280℃,離子源溫度230℃,電離方式EI,電子能量70 eV,質(zhì)譜檢測(cè)器條件為1 sec/scan,m/z 35-500,1 kV。
揮發(fā)性物質(zhì)的定性和定量分析:龍眼果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)經(jīng)過(guò)GC-MS 分析鑒定后,其結(jié)果經(jīng)計(jì)算機(jī)在NIST 08 標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)的檢索及分析,結(jié)合相關(guān)的文獻(xiàn)資料確定各個(gè)揮發(fā)性物質(zhì)。龍眼果實(shí)的揮發(fā)性物質(zhì)的定量采用內(nèi)標(biāo)法,加入濃度1∶500 的內(nèi)標(biāo)物癸酸乙酯1μL 于15 mL 頂空瓶中,用面積歸一化法將內(nèi)標(biāo)物的峰面積和每個(gè)組分的峰面積進(jìn)行比對(duì),計(jì)算每個(gè)峰的具體含量,計(jì)算公式如下:含量=(單峰面積/內(nèi)標(biāo)峰面積)×內(nèi)標(biāo)物含量(Li et al.,2009;Zhang et al.,2010)。
龍眼正常果、裂果揮發(fā)性物質(zhì)的總離子流色譜圖見(jiàn)圖1-圖2,各組分的含量見(jiàn)表1。兩種龍眼果實(shí)中共檢出81種揮發(fā)性物質(zhì),其中17種物質(zhì)為二者共有,分別是:羅勒烯、別羅勒烯、α-蒎烯、亞甲基環(huán)丁烷、乙酸乙酯、對(duì)二甲苯、β-月桂烯、1,3,8-對(duì)三烯、(1S)-3,7,7-三甲基雙環(huán)[4.1.0]庚-3-烯、萜品油烯、鄰二甲苯、對(duì)乙基芐醇、1-氯-4,4-二甲基-2-戊炔、十六烷、石竹烯、香葉烯、杜松烯。
圖1 龍眼裂果揮發(fā)物的總離子流圖Fig.1 Total ion current of volatile from split longan fruit
圖2 龍眼正常果揮發(fā)物的總離子流圖Fig.2 Total ion current of volatile from longan fruit
裂果中檢出52種化學(xué)成分,烯類最多,29種,相對(duì)含量93.27%;醇類3種,相對(duì)含量0.46%;芳香類2種,相對(duì)含量0.31%;酚類1種,相對(duì)含量0.16%;酮類1種,相對(duì)含量0.04%;烷4 類種,相對(duì)含量0.86%;酯類1種,相對(duì)含量0.18%;其它11種,相對(duì)含量2.3%。相對(duì)含量超過(guò)1%的有9種,分別是羅勒烯(61.2%)、別羅勒烯(7.55%)、石竹烯(7.01%)、α-蒎 烯(5.24%)、杜松烯(1.42%)、γ-欖香烯(1.81%)、1,3,8-對(duì)三烯(1.36%)、(1S)-3,7,7-三甲基雙環(huán)[4.1.0]庚-3-烯(1.2%)、1,2,3,4,4a,7-六氫-1,6-二甲基-1-(1-甲乙基)-萘(1.07%)。
正常果中檢出49種化學(xué)成分,烯類最多,20種,相對(duì)含量86.48%;酯類,6種,1.56 %;芳香類,9種,相對(duì)含量0.87%;醇類,4種,相對(duì)含量0.3%;酚類,1種,相對(duì)含量0.25%;烷類,4種,相對(duì)含量0.1%;酮類,2種,相對(duì)含量0.07%;其它2種,相對(duì)含量0.61%。相對(duì)含量超過(guò)1%的有5種,分別是羅勒烯(69.55%)、別羅勒烯(9.27%)、1,3,8-對(duì)三烯(1.7%)、乙酸乙酯(1.25%)、(1S)-3,7,7-三甲基二環(huán)[4.1.0]庚-3-烯(1.2%)。
裂果中的羅勒烯、別羅勒烯、α-蒎烯、石竹烯在裂果中的含量均大于正常果200 ng/g/h 以上。香葉烯、γ-欖香烯、β-月桂烯、1,3,8-對(duì)三烯在裂果中的含量高于正常果。而α-桉葉烯、α-石竹烯在裂果中的含量高于30 ng/g/h,但在正常果中沒(méi)有檢測(cè)到。
表1 龍眼揮發(fā)物的成分及含量Table 1 Volatile components in 2 Longan samples
(續(xù)上表)
(續(xù)上表)
(續(xù)上表)
桔小實(shí)蠅主要通過(guò)雌蟲(chóng)將卵產(chǎn)于寄主果實(shí)表皮下,幼蟲(chóng)在果實(shí)內(nèi)取食、危害。桔小實(shí)蠅的產(chǎn)卵習(xí)性導(dǎo)致了藥劑防治上的困難。因此,控制桔小實(shí)蠅產(chǎn)卵便成為防治其危害的重要措施。研究發(fā)現(xiàn)龍眼對(duì)桔小實(shí)蠅具有引誘作用(涂蓉,2012),而是桔小實(shí)蠅不能在健全的龍眼果實(shí)上產(chǎn)卵成功,但可以在受傷的果實(shí)傷口處成功產(chǎn)卵(梁廣勤等,2001)。筆者發(fā)現(xiàn)桔小實(shí)蠅能在裂開(kāi)的龍眼果實(shí)上成功產(chǎn)卵,說(shuō)明龍眼的揮發(fā)性成分中有引誘桔小實(shí)蠅產(chǎn)卵的物質(zhì)。本研究對(duì)龍眼裂果和龍眼正常果揮發(fā)性成分的比較分析,發(fā)現(xiàn)裂果中的羅勒烯、別羅勒烯、α-蒎烯、石竹烯、香葉烯、α-石竹烯、γ-欖香烯、β-月桂烯的含量均比正常果有明顯的增加,裂果中的α-桉葉烯、α-石竹烯在正常果中沒(méi)有檢測(cè)到。有研究表明,這幾種物質(zhì)或者其類似物質(zhì)對(duì)實(shí)蠅具有引誘作用。桔小實(shí)蠅對(duì)羅勒烯、別羅勒烯、月桂烯均有較強(qiáng)的電生理活性(Jayanthi et al.,2012);月桂烯、α-蒎烯、反式-β-羅勒烯的混合物能夠吸引西印度實(shí)蠅的雌、雄成蟲(chóng)(Malo et al.,2012);杧果中的β-蒎烯對(duì)地中海實(shí)蠅有較高引誘作用(Cosse et al.,1995);木瓜中的大根香葉烯對(duì)桔小實(shí)蠅有引誘作用(涂蓉等,2013);β-石竹烯對(duì)桔小實(shí)蠅有引誘作用(馬錁等,2011)。
昆蟲(chóng)與植物揮發(fā)成分的關(guān)系一直以來(lái)是關(guān)注研究重點(diǎn),植物的揮發(fā)成分誘導(dǎo)昆蟲(chóng)產(chǎn)生寄主定向行為、逃避行為、產(chǎn)卵行為、產(chǎn)卵場(chǎng)所的選擇行為、刺激雌雄交配、取食、聚集和傳粉行為等(杜家緯,2001)。昆蟲(chóng)對(duì)寄主植物化學(xué)指紋圖譜的感知是其對(duì)寄主定向行為主要因素,產(chǎn)卵雌成蟲(chóng)對(duì)植物的接受或拒絕主要取決于植物體內(nèi)的接觸產(chǎn)卵刺激物(唐宇翀等,2010)。因此,桔小實(shí)蠅對(duì)龍眼裂果的趨向性,可能與龍眼裂果中含量較高的幾種烯類物質(zhì)有關(guān)。本文只是初步分析了龍眼果實(shí)的揮發(fā)性物質(zhì),這些化合物單體或混合物對(duì)桔小實(shí)蠅的引誘活性尚在進(jìn)一步研究中。
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