榆樹揮發(fā)物的提取及鑒定

張化平，費仁雷，李克斌，肖春

（1.宜昌市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督檢測站，湖北 宜昌443000；2.中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所，北京100193；3.云南農(nóng)業(yè)大學植物保護學院，云南 昆明650201）

0 引言

我國金龜甲為害的優(yōu)勢種主要有暗黑鰓金龜Holotrichiaparallela、大黑鰓金龜和銅綠麗金龜，其中暗黑鰓金龜?shù)奈：π砸呀?jīng)躍升到優(yōu)勢種之首，成為最重要的地下害蟲［1-2］.暗黑鰓金龜?shù)某上x具有暴食特點，可取食榆、楊、柳、槐等樹葉.幼蟲主要取食花生、大豆、薯類、麥類等作物的地下部分，造成重大損失，嚴重時甚至造成絕收.過去一直依靠高毒、高殘留的化學農(nóng)藥防治金龜甲，但金龜甲成蟲有堅硬的外殼，幼蟲隱蔽在土中，防治效果并不理想，而且?guī)砹谁h(huán)境污染問題.因此充分發(fā)揮化學生態(tài)學的優(yōu)勢，利用植物源引誘劑具有高效、無毒、無污染和不會傷害天敵等優(yōu)點，對于昆蟲的生物防治具有很大的積極意義，有著廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景.

本研究利用GC-MS方法分析暗黑鰓金龜?shù)募闹髦参镉軜銾lmuspumila的信息化學物質(zhì)組成，旨在為探索暗黑鰓金龜?shù)男袨榉揽靥峁﹨⒖迹榘岛邛w金龜植物源引誘劑的研究與開發(fā)提供理論基礎(chǔ).

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑 儀器Agilent 6890N-5973N氣相色譜質(zhì)譜儀.色譜柱DB-WAX，30m×0.25mm ID×0.25μm彈性石英毛細管柱.大氣采樣儀（北京勞保所）.

吸附劑，Porapak Q，白色多孔微球，為苯乙烯和二乙烯苯的交聯(lián)共聚物，孔徑74.8nm，比表面積840m2／g，最高使用溫度250℃.丙酮和正己烷均為色譜純，從中保科農(nóng)生物科技有限公司購買.

1.2 吸附劑的活化 吸附劑在使用前需活化，用丙酮浸泡清洗，丙酮用量100mL／g.然后將吸附劑裝入吸附管中，用20mL丙酮淋洗，在室溫下用20mL／min的高純氮吹掃下加熱（吹風機管外壁熱風吹）干燥.

1.3 吸附柱的制備 裝吸附劑之前吸附柱須清洗干凈，先將吸附管用重鉻酸鉀洗液浸泡12h，再用10 mL丙酮淋洗，在用氮氣并伴隨加熱干燥后保存在干燥器中備用.稱取200mg Porapak Q吸附劑，填裝于長15.0cm，內(nèi)徑10.0mm玻璃管內(nèi)，玻璃管的兩端均封有重蒸正己烷處理過的脫脂棉，吸附柱中吸附劑密度適中，用封口膜密封吸附柱兩端，以作備用.

1.4 揮發(fā)物的收集 榆樹選擇中國農(nóng)科院植物保護研究所試驗田3齡健康榆樹.

揮發(fā)物的收集采用套袋法.揮發(fā)物的收集包括3個步驟：抽氣、充氣和揮發(fā)物的采集.用HDPE袋子（長80cm，寬45cm）將榆樹枝套住（不脫離樹體），接口處用脫脂棉裹住枝條并用繩扎緊以防漏氣.把裝有活性炭的玻璃管從接口處插進袋內(nèi)，另一端連接大氣采樣儀出氣口.采樣前，先抽走袋內(nèi)氣體，再在塑料袋底部開一小口，把Sigma采樣管插進袋內(nèi)并扎緊，連接大氣采樣儀進氣口以形成循環(huán).采樣時間在8月中旬，晴天的16：30—20：30之間進行，采樣氣流量100mL／min，采樣時間30min.收集揮發(fā)物重復(fù)6次，揮發(fā)物收集時間、地點和收集部位相同.采樣完畢后用錫紙把采樣管兩端口密封，帶入實驗室洗脫.揮發(fā)物采用1mL正己烷溶劑緩慢洗脫，然后用氮吹儀濃縮至200μL.

1.5 揮發(fā)物的鑒定 采用安捷倫GC-MS定性分析揮發(fā)物組分.

氣相色譜條件：載氣為高純氦氣，流速1mL／min，恒流方式.氣化室溫度250℃，傳輸線溫度250℃.色譜柱溫程序：50℃初溫，保留1min，以4℃／min升至90℃，再以10℃／min升至230℃，保留10 min.進樣方式：不分流進樣，進樣量為1μL.

質(zhì)譜條件：電離源為電子轟擊離子源模式（70eV）.掃描范圍45～500amu.離子源溫度250℃，四極桿溫度150℃.掃描方式全掃描.檢索譜庫NBS75K.

2 結(jié)果與分析

采用吸附劑吸附法收集健康榆樹揮發(fā)物，通過GC分析每次收集揮發(fā)物成分基本一致，每次重復(fù)實驗分析的化合物峰面積有所不同.進一步利用GC-MS技術(shù)進行分析，得到揮發(fā)性氣體的總離子圖，見圖1.以質(zhì)譜圖中各組分的分子離子峰、基峰及碎片離子峰的m／z值及其豐度數(shù)據(jù)，通過NBS75K標準譜庫逐個解析各峰相應(yīng)的質(zhì)譜圖，共鑒定出18種化合物，見表1.由表1可知，18種化合物主要包括萜烯類、醇類、醛類、酯類、酮和烷烴類等.健康榆樹揮發(fā)物主要成分為2-乙基-1-乙醇（20.04±1.12），癸醛（5.89±0.94），十二烷（2.07±0.02），壬醛（3.34±0.56）.種類與植物次生代謝物質(zhì)常見種類一致.

圖1 榆樹揮發(fā)性氣味的總離子圖

3 討論

植物揮發(fā)性次生物質(zhì)是一些分子量在100～200的有機化學物質(zhì)，包括烴類、醇類、醛類、酮類、有機酸、內(nèi)酯、含氮化合物以及有機硫等化合物［3-4］.各種組分及其濃度比例構(gòu)成了不同植物特定的化學指紋圖譜（chemical fingerprint）［5］.這些化學指紋圖譜在植物與昆蟲之間的相互聯(lián)系中擔任著傳遞信息的重要作用，對植食性昆蟲的定向取食、產(chǎn)卵等活動具有重要的作用［6］.有研究表明，醛類和酯類化合物對鰓金龜類甲蟲有生理活性［7-8］，健康榆樹揮發(fā)物中醛類植物和酯類物質(zhì)的含量及其特殊成分組成的比例，對鰓金龜?shù)男袨榫哂性鯓拥挠绊懀€需要通過觸角電位（electroantennogram，簡稱EAG）技術(shù)和嗅覺反應(yīng)等試驗進一步明確.

表1 健康榆樹揮發(fā)性物質(zhì)的組分列表

影響植物氣味組分的因素很多，植物的年齡、生理狀態(tài)、生存空間狀況，環(huán)境中的土壤因素、光照、水分條件等各方面都會對植物氣味組成產(chǎn)生影響［9］.而且同一植物的不同品種，同一植株的不同部位以及同一器官在不同的發(fā)育時期植物氣味組成都有差異［10］.長勢不同的植物所釋放的揮發(fā)性物質(zhì)，不僅在化學組成的種類上不同，其相對含量也不同［11］.植物在自然生長過程中，會根據(jù)周圍環(huán)境的某些改變而調(diào)節(jié)自身的各種代謝活動，其所釋放的揮發(fā)性氣味組分和含量均在隨著自身生長環(huán)境的改變而不斷變化［12］.加上采集方法和采集時間的不同，我們測定的榆樹揮發(fā)性物質(zhì)和孫凡［13］測定的有所不同.

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