摘要:" [目的]分析苦楝枝條及葉片揮發(fā)物成分,找出可能對星天牛產(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)譜儀對成分進(jìn)行檢測分析。用SPSS27軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行獨立樣本t檢驗。[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:" "S 791" " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼:" "A" " " " " " " " 文章編號: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,廣泛分布在我國陜西、甘肅、云南、四川、福建、海南等多個?。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,苦楝研究的熱點主要圍繞中草藥、苦楝皮、種源等展開,對產(chǎn)卵的影響可能是目前研究熱點之一,苦楝皮的研究主要在醫(yī)藥和農(nóng)藥領(lǐng)域[ 1 ]。同時,朱寧、張冬勇等對比了星天牛對復(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、葉柄等作為補充營養(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星天牛成蟲進(jìn)行引誘試驗[ 3 ],彭瀚、劉亞寧等采用索式抽提法得到的粗提液進(jìn)行天牛嗅覺試驗和林間誘捕試驗[ 4 ],朱寧、張冬勇等采用動態(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[ 2 ]。本試驗采用頂空-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
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,將檢測到的化合物圖譜通過與質(zhì)譜庫化合物對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
本次試驗共檢測出苦楝枝條揮發(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)性成分對比分析
從檢測結(jié)果對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
本試驗在苦楝枝條揮發(fā)物中共檢測到47種成分,這與朱寧等對苦楝枝條揮發(fā)物成分進(jìn)行檢測得到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),一種是采用動態(tài)頂空吸附法,一種是頂空-固相微萃取,動態(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。
苦楝樹是一種對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 ]。
對苦楝枝葉成分進(jìn)行檢測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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