不同綠盲蝽抗性茶樹品種新梢揮發(fā)物組成比較

楊 春，陳正武，郭 燕，喬大河，李 帥，孟澤洪

(貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 茶葉研究所，貴州 貴陽 550006)

綠盲蝽[Apolyguslucorum(Meyer-Dür.)]屬半翅目(Hemiptera)盲蝽科(Miridae)[1]，為雜食性昆蟲，宿主廣泛，包括棉花、葡萄、棗樹、茶樹等[2-5]。綠盲蝽危害后茶葉質(zhì)量下降如茶湯渾濁、苦澀不鮮爽[6]，茶樹上綠盲蝽的危害特點為：幼蟲期開始頻繁刺吸茶芽或嫩葉，一夜刺吸可達(dá)上百次，取食后形成獨特“紅點”癥狀，明顯有別于茶樹其他刺吸類害蟲如茶蚜、茶黑刺粉虱和小綠葉蟬，受害茶芽或嫩葉后期變?yōu)楹稚?，隨芽葉伸展而形成“破葉瘋”[7]。目前有關(guān)茶樹上綠盲蝽的研究主要集中在各地綠盲蝽發(fā)生情況調(diào)查、危害程度及防治方式等方面[7-9]，關(guān)于茶樹新梢揮發(fā)物組成對綠盲蝽選擇性取食的影響尚未見報道。

近年來，茶樹上綠盲蝽的危害在貴州茶區(qū)出現(xiàn)并逐漸加重成為春茶時期貴州茶園中的主要蟲害，嚴(yán)重影響春茶品質(zhì)和產(chǎn)量，綠盲蝽大面積暴發(fā)時造成重大經(jīng)濟損失。本試驗基于田間調(diào)查，選擇綠盲蝽危害程度不同的4個茶樹品種未受損鮮葉為材料，研究綠盲蝽不同危害程度茶樹品種的鮮葉揮發(fā)物組成，探討茶樹揮發(fā)物差異與綠盲蝽危害程度的關(guān)聯(lián)，為茶樹上綠盲蝽的生物防治提供研究依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 儀器與材料

Agilent 5975C/6890 GC/MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀:美國安捷倫公司生產(chǎn);手動固相微萃取裝置:美國Supelco公司生產(chǎn);萃取纖維頭:2 cm-50/30 μm DVB/CAR/PDM StableFlex，美國Supelco公司生產(chǎn)。

供試茶樹品種4個：苔選0310、浙農(nóng)139、 白葉1號、黃金芽。

于2017年4月20日，在貴陽茶樹資源圃內(nèi)調(diào)查綠盲蝽危害情況。采用5點取樣法，每個品種隨機采集20棵茶樹嫩梢1芽2葉，分別調(diào)查第2葉、第1葉與芽頭被刺吸面積，以危害指數(shù)作為綠盲蝽危害程度的判斷標(biāo)準(zhǔn)，重復(fù)3遍。公式為：危害指數(shù)=Σ(危害級別×相應(yīng)葉片數(shù)量)/(最大危害級別值×葉片總數(shù))。依據(jù)果樹葉片受害分級方法[10]，將茶樹葉片受害級別分為5級：0級，葉片完整未受害；1級，受害面積占葉片總面積1%～20%；2級，受害面積占葉片總面積21%～40%；3級，受害面積占葉片總面積41%～60%；4級，受害面積占葉片總面積61%～80%；5級，受害面積占葉片總面積81%～100%。

2017年4月20日采集未被綠盲蝽取食茶樹的新梢1芽2葉放入冰盒，之后轉(zhuǎn)入-54 ℃超低溫冷凍冰箱保存。

1.2 方法

1.2.1 茶葉揮發(fā)性物質(zhì)的提取 采用頂空固相微萃取(HS-SPME)技術(shù)提取。取鮮葉樣品1 g置于25 mL固相微萃取采樣瓶中，于60 ℃加熱板上加熱，插入裝有2 cm-50/30 μm DVB/CAR/PDM StableFlex纖維頭的手動進(jìn)樣器，40 min后移出萃取頭并立即插入氣相色譜儀進(jìn)樣口(溫度250 ℃)中，熱解析3 min進(jìn)樣。

1.2.2 揮發(fā)性物質(zhì)的 GC-MS檢測條件 色譜柱為ZB-5MSI 5%Phenyl-95%DiMethylpolysiloxane(30 m×0.25 mm×0.25 μm)彈性石英毛細(xì)管柱，柱溫40 ℃(保留2 min)，以5 ℃/min升溫至255 ℃，運行時間45 min；汽化室溫度250 ℃；載氣為高純He(99.999%)；柱前壓7.62 psi，載氣流量1.0 mL/min；不分流進(jìn)樣；溶劑延遲時間1 min。離子源為EI源；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；電子能量70 eV；發(fā)射電流34.6 μA；倍增器電壓1 529 V；接口溫度280 ℃；質(zhì)量范圍29～500 amu。

1.2.3 揮發(fā)性物質(zhì)的定性定量分析 根據(jù)得到的總離子流圖中各色譜峰的質(zhì)譜信息，質(zhì)譜計算機數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索及核對 Nist 2005和 Wiley 275標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖，確定各色譜峰對應(yīng)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)。按面積歸一化法計算各組分含量，即各色譜峰的面積與總峰面積之比為各香氣組分的相對含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計和線性相關(guān)性分析采用Excel 2007軟件，采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行單因素方差分析和多重比較(Duncan’s multiple range test)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同茶樹品種綠盲蝽危害情況

綠盲蝽對同一茶園不同茶樹品種取食存在明顯偏好，不同品種新梢危害指數(shù)間存在極顯著差異(表1)，其中黃金芽的危害指數(shù)極顯著高于白葉1號、浙農(nóng)139和苔選0310。苔選0310危害指數(shù)最低，但與浙農(nóng)139的危害指數(shù)差異不顯著。綠盲蝽對茶樹新梢危害指數(shù)越高，說明該品種越感綠盲蝽，因此，不同茶樹對綠盲蝽的抗性為苔選0310>浙農(nóng)139>白葉1號>黃金芽。

表1 不同茶樹品種綠盲蝽危害情況

注：同列不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。

2.2 4個茶樹品種健康新梢揮發(fā)物組成

由圖1可知，綠盲蝽危害程度不同的4個茶樹品種新梢揮發(fā)物組成不同。危害程度最輕的苔選0310揮發(fā)物構(gòu)成主要為：芳樟醇(54.33%)、香葉醇(19.31%)、水楊酸甲酯(11.36%)、反式-氧化芳樟醇(4.96%)、青葉醛(1.86%)、順式-氧化芳樟醇(1.32%)、橙花醇(1.03%)等；危害程度較輕的浙農(nóng)139揮發(fā)物構(gòu)成主要為：芳樟醇(35.81%)、反式-氧化芳樟醇(17.17%)、水楊酸甲酯(15.55%)、青葉醛(9.92%)、順式-氧化芳樟醇(7.38%)、己醛(4.82%)、香葉醇(2.92%)等；危害程度中等的白葉1號揮發(fā)物構(gòu)成主要為：己醛(22.83%)、芳樟醇(21.43%)、香葉醇(20.57%)、青葉醛(15.49%)、反式-氧化芳樟醇(7.81%)、水楊酸甲酯(5.05%)、順式-氧化芳樟醇(2.72%)等；危害最為嚴(yán)重的黃金芽揮發(fā)物構(gòu)成主要為：芳樟醇(39.64%)、水楊酸甲酯(19.22%)、己醛(14.30%)、青葉醛(13.82%)、反式-氧化芳樟醇(3.69%)、香葉醇(2.52%)、己醇(2.21%)等。

圖1 4個茶樹品種健康新梢揮發(fā)物組成

苔選0310是4個茶樹品種中綠盲蝽危害程度最輕的，較之其余3個茶樹品種，苔選0310新梢中檢測到多個特有萜烯類揮發(fā)物：檸檬烯、反式-β-羅勒烯、α-蒎烯、α-蓽澄茄油烯、α-古巴烯、β-石竹烯、β-芹子烯、α-金合歡烯、δ-杜松烯和橙花醇。黃金芽是4個茶樹品種中綠盲蝽危害程度最嚴(yán)重的，其新梢中檢測到特有的β-紫羅蘭酮和苯甲醇。苔選0310 新梢中特有的萜烯類物質(zhì)是否對綠盲蝽具有趨避作用和黃金芽新梢中的β-紫羅蘭酮和苯甲醇是否對綠盲蝽具有引誘作用，是后續(xù)研究中值得關(guān)注的重點。

植物通過釋放揮發(fā)性有機化合物向周圍環(huán)境發(fā)出自己的信息，植物釋放的揮發(fā)物因品種、生長環(huán)境等不同而異，對不同的昆蟲產(chǎn)生或引誘或趨避的生態(tài)功能，其中發(fā)揮作用的揮發(fā)物主要包括綠葉揮發(fā)物、萜類化合物、苯丙素類和苯類化合物等[11-12]。己醛、己醇、青葉醛是茶樹新梢中檢測到的3種綠葉揮發(fā)物，在4個品種新梢內(nèi)綠葉揮發(fā)物含量差異很大，苔選0310新梢內(nèi)4種綠葉揮發(fā)物總相對含量為2.75%，浙農(nóng)139為16.47%，白葉1號為39.18%，黃金芽為30.33%。茶樹新梢中檢測到的萜類化合物主要包括萜烯醇類和萜烯烴類兩大類，以芳樟醇及其氧化物為代表的萜烯醇類物質(zhì)是茶樹新梢中的主要揮發(fā)物，萜烯醇類物質(zhì)在4個茶樹品種新梢中的百分含量分別是苔選0310 80.48%、浙農(nóng)139 64.87%、白葉1號 53.23%、黃金芽 47.30%。(E)-4，8-二甲基-1，3，7-壬三烯、β-月桂烯、檸檬烯等是檢測到的主要萜烯烴類揮發(fā)物，4個茶樹品種新梢中萜烯烴類物質(zhì)數(shù)量和相對含量差異較大，其中受害程度最輕的苔選0310健康新梢內(nèi)檢測到10種萜烯烴類物質(zhì)，總相對含量為2.15%，浙農(nóng)139健康新梢內(nèi)萜烯烴類物質(zhì)2種，相對含量0.30%，白葉1號1種，相對含量0.07%，黃金芽2種，相對含量0.27%。茶樹新梢中的苯丙素類和苯類化合物種類較少，相對單一，黃金芽中檢測到水楊酸甲酯和苯甲醇2種，其余3個品種僅檢測到水楊酸甲酯1種。

2.3 茶樹新梢揮發(fā)物與綠盲蝽抗性關(guān)聯(lián)分析

己醛、己醇、芳樟醇、水楊酸甲酯和香葉醇等13種揮發(fā)物在4個茶樹品種新梢中都能檢測到，對4種茶樹新梢的共有揮發(fā)物以及綠葉揮發(fā)物、萜烯醇類、萜烯烴類、苯丙素類和苯類化合物的相對含量與4種茶樹受綠盲蝽危害指數(shù)進(jìn)行線性相關(guān)分析，結(jié)果見表2。由表2可知，茶樹新梢中的己醇含量與綠盲蝽危害指數(shù)存在一定的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.72，萜烯醇類物質(zhì)與綠盲蝽危害指數(shù)呈一定負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為-0.80，從一定程度上說明，新梢揮發(fā)物中己醇占比高的茶樹品種易感綠盲蝽，萜烯醇類含量豐富的茶樹品種表現(xiàn)出抗綠盲蝽特性。

表2 茶樹新梢揮發(fā)物含量與綠盲蝽危害指數(shù)的相關(guān)系數(shù)

3 結(jié)論與討論

綠盲蝽取食茶樹品種存在一定偏好，同一時間、同一茶園中黃金芽嫩梢受害最重，黔茶新品種苔選0310受害最輕，說明苔選0310可作為抗綠盲蝽茶樹品種在貴州茶區(qū)推廣種植。通過分析不同茶樹品種健康新梢揮發(fā)物相對含量與綠盲蝽危害指數(shù)的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，茶樹新梢中的己醇含量與綠盲蝽危害指數(shù)存在一定的正相關(guān)，萜烯醇類物質(zhì)與綠盲蝽危害指數(shù)呈一定負(fù)相關(guān)性，從一定程度上說明，新梢揮發(fā)物中己醇占比高的茶樹品種易感綠盲蝽，萜烯醇類含量豐富的茶樹品種表現(xiàn)出抗綠盲蝽特性。

寄主植物釋放的揮發(fā)物是植食性昆蟲尋找食物的關(guān)鍵信息，茶樹葉片中的揮發(fā)性物質(zhì)是連接茶樹-害蟲-天敵間的化學(xué)通訊物[13]，大量研究表明，部分植物可釋放某些具有“身份”象征、不能被其他植物釋放的物質(zhì)，特定吸引某一昆蟲進(jìn)行取食，例如，苯甲醇、(Z)-3-己酸葉醇酯、(Z)-3-乙烯醛對茶尺蠖成蟲具有引誘活性[14]，苯甲醇對茶蚜具引誘活性[15]，芳樟醇對小綠葉蟬具極強引誘活性[16]。部分研究中提到，綠葉揮發(fā)物起到信息素的作用，如誘導(dǎo)蚜蟲取食馬鈴薯葉片[17]和誘導(dǎo)茶麗紋象甲成蟲取食茶樹嫩梢[18]。本研究發(fā)現(xiàn)，茶樹嫩梢中綠葉揮發(fā)物相對含量與綠盲蝽危害程度呈一定正相關(guān)，其中，己醇含量與綠盲蝽危害的相關(guān)性更明顯。同時還有研究表明，植物可通過釋放特定揮發(fā)物對某些取食昆蟲展開趨避，如萜類物質(zhì)對植食性昆蟲具有驅(qū)避、毒殺或拒食功能[19-21]。在針對不同茶樹害蟲的揮發(fā)物研究中，水楊酸甲酯表現(xiàn)出不同的生態(tài)功能，對茶蚜具有較強的引誘活性[22]，同時又是小綠葉蟬天敵微小裂骨纓小蜂的誘集物質(zhì)[23]，茶樹新梢中的水楊酸甲酯對綠盲蝽及其天敵的生態(tài)作用是后續(xù)研究的重點。另外，可通過綠盲蝽對茶葉揮發(fā)物的觸角電位反應(yīng)等進(jìn)一步研究、篩選引誘或趨避綠盲蝽的化學(xué)信息素，這是實現(xiàn)對綠盲蝽生態(tài)防控的重點。