劉 路，周 瓊，陳春燕，王銀玲，吳 麗，蘇務(wù)榮

(湖南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，中國 長沙 4100081)

重陽木樹皮和葉片揮發(fā)油化學(xué)成分的GC-MS分析

劉 路，周 瓊*，陳春燕，王銀玲，吳 麗，蘇務(wù)榮

(湖南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，中國 長沙 4100081)

研究重陽木Bischofiapolycarpa樹皮和葉片的揮發(fā)油化學(xué)成分．采用水蒸氣蒸餾法提取重陽木樹皮和葉片的揮發(fā)油，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)技術(shù)分析、鑒定其中化學(xué)成分，峰面積歸一法分析各個(gè)化合物在揮發(fā)油中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．從重陽木樹皮揮發(fā)油的26個(gè)峰中鑒定出18種化合物，主要化學(xué)成分為丁香酚(12.45%)、糠醛(10.43%)、十五酸(9.46%)、十七酸乙酯(8.98%)、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚(7.51%)等;從重陽木新鮮葉片揮發(fā)油的16個(gè)峰中鑒定出14種化合物，其中主要成分為1-己醇(26.94%)、十五酸(10.8%)、環(huán)己酮(10.63%)、十七酸乙酯(10.2%)、月桂酸(6.11%)等．

重陽木；樹皮和葉片；揮發(fā)油；水蒸汽蒸餾； GC-MS

重陽木Bischofiapolycarpa為大戟科(Euphorbiaceae)重陽木屬(BischofiaBl)落葉喬木，是我國原產(chǎn)樹種，在長江中下游地區(qū)常見栽培[1]．重陽木耐貧瘠，抗風(fēng)耐旱耐濕能力強(qiáng)，生長較快．對氯有很強(qiáng)的抗性，對多種有害氣體都有不同程度的吸收和適應(yīng)能力[2]．其樹姿優(yōu)美，冠如傘蓋，秋葉轉(zhuǎn)紅，艷麗奪目，是優(yōu)良的庭蔭樹和行道樹[3]．但重陽木受重陽木錦斑蛾Histiarhodope(鱗翅目(Lepidoptera)，斑蛾科(Zygaenidae))對其危害嚴(yán)重[4-5]．重陽木錦斑蛾成蟲喜產(chǎn)卵于重陽木樹皮裂縫間，幼蟲則以重陽木葉片為食[3]，嚴(yán)重時(shí)重陽木樹葉全被幼蟲食光僅剩樹丫，給園林綠化造成嚴(yán)重影響．同時(shí)，幼蟲有吐絲下垂遷移的習(xí)性[6]，大量吊絲空中、落在地上和周圍建筑物上，直接影響行人的過往．目前主要采用化學(xué)方法對該蟲進(jìn)行防治[6]，但化學(xué)農(nóng)藥的使用容易造成環(huán)境污染和危及行人安全，急需尋求更為環(huán)保和安全有效的防控措施．

植物釋放的揮發(fā)性化合物影響周圍其他動(dòng)植物的行為反應(yīng)，這些揮發(fā)性化合物在植食性昆蟲對寄主植物的定向、取食、交配、產(chǎn)卵過程中發(fā)揮著重要作用[7-9]．研究寄主植物的揮發(fā)性化合物是明確寄主植物與植食性昆蟲相互關(guān)系和提出新型防控措施的前提和基礎(chǔ)[10]．為弄清重陽木樹皮和葉片中引誘重陽木斑蛾產(chǎn)卵和取食選擇的信息化學(xué)物質(zhì)，開發(fā)環(huán)保高效的重陽木斑蛾引誘劑及其增效劑提供依據(jù)，作者對重陽木樹皮和葉片揮發(fā)油化學(xué)成分進(jìn)行了分析．

1 材料與方法

1.1 材料來源

重陽木Bischofiapolycarpa新鮮樹皮和葉片：于2013年8月采自湖南師范大學(xué)校園，從重陽木離地面1～2 m的主干上掰下新鮮樹皮，另用枝剪將重陽木的葉片連同枝條一起剪下，取葉片備用．

1.2 方法

1.2.1 揮發(fā)油的提取 在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，取重陽木新鮮樹皮，用錘敲成小塊(直徑<2.5 cm)，稱取350 g；葉洗去表面灰塵，晾干表面水分后，稱取540 g．將上述樹皮和葉片分別置于3 000 mL圓底燒瓶中用水蒸氣蒸餾法蒸餾2～3 h，餾出液與乙醚按體積比1∶1連續(xù)萃取3次，萃取液用無水硫酸鎂干燥后稱量，置于棕色磨口玻璃瓶中，用封口膜封緊瓶蓋，存放于4 ℃冰箱中保存、備用．

1.2.2 GC-MS分析 氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀為GC-MS-QP2010型(日本島津公司)，氣相色譜柱為Rxi-50毛細(xì)管柱(長30 m，內(nèi)徑0.25 mm，膜厚0.25 μm)，載氣為氦氣，柱流1 mL/min，分流比20∶1，進(jìn)樣口溫度300 ℃，起始溫度50 ℃，保持2.5 min，以10 ℃/min的速率升溫至160 ℃，保持0.5 min，以30 ℃/min的速率升溫至280 ℃，保持5 min．質(zhì)譜載氣為氦氣，離子源溫度220 ℃，接口溫度260 ℃，掃描速度2 000 amu/s，掃描范圍33～800 m/z，進(jìn)樣量0.5 μL．檢索譜庫為WILEY7．LIB質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫．面積歸一化法確定各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

2 結(jié)果與分析

將水蒸氣蒸餾法獲得的重陽木新鮮樹皮和葉片的揮發(fā)油的化學(xué)成分進(jìn)行GC-MS分析，其總離子流色譜圖分別見圖1、圖2．

圖1 重陽木樹皮揮發(fā)性成分總離子流色譜圖Fig.1 TIC of volatile oil from the bark of Bischofia polycarpa

圖2 重陽木葉片揮發(fā)性成分總離子流色譜圖Fig.2 TIC of volatile oil from the leaves of Bischofia polycarpa

去除溶劑峰后，從樹皮揮發(fā)油中鑒定出18種化合物，葉片揮發(fā)油鑒定出14種化合物．通過質(zhì)譜分析和計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)譜庫檢索，并參考相應(yīng)化合物在類似色譜分析條件下的保留時(shí)間，樹皮中鑒定的18種化合物即已鑒定的成分質(zhì)量占揮發(fā)油總量的84.2%，葉片中鑒定的14種化合物占已鑒定的成分質(zhì)量占揮發(fā)油總量的93.86%；通過面積歸一化法計(jì)算出各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．重陽木樹皮和葉片揮發(fā)油化學(xué)成分分析結(jié)果見表1和表2．

從氣質(zhì)聯(lián)用分析的結(jié)果可以看出，重陽木樹皮和葉片揮發(fā)油的化學(xué)成分包含了酚、醇、酸、酯、醛、酮和醚類物質(zhì)．

表1 重陽木樹皮揮發(fā)油成分分析結(jié)果

表2 重陽木葉片的揮發(fā)油成分

2.1.1 重陽木樹皮揮發(fā)油成分分析 樹皮中酚類成分有5種，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32.12%；醛類成分4種，質(zhì)量分?jǐn)?shù)17.5%；酯類成分2種，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.85%；醇類成分4種，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.64%；酸類成分1種，質(zhì)量分?jǐn)?shù)9.46%；醚類1種，質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.63%．主要化學(xué)成分為丁香酚(12.45%)、糠醛(10.43%)、十五酸(9.46%)、十七酸乙酯(8.98%)、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚(7.51%)．

2.1.2 重陽木葉片揮發(fā)油成分分析 葉片中醇類成分4種，質(zhì)量分?jǐn)?shù)35.41%；酸類成分5種，質(zhì)量分?jǐn)?shù)28.87%；酮類1種，質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.63%；酯類1種，質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.2%；醛類3種，質(zhì)量分?jǐn)?shù)8.75%．揮發(fā)油主要成分是1-己醇(26.94%)、十五酸(10.8%)、環(huán)己酮(10.63%)、十七酸乙酯(10.2%)、月桂酸(6.11%)．

3 討論

本研究結(jié)果表明，重陽木樹皮和葉片中含有大量不同的揮發(fā)性化合物，重陽木樹皮揮發(fā)油成分主要為酚類物質(zhì)，同時(shí)還含有一定量的醛類、酯類、醇類、酸類，少量的醚類物質(zhì)；重陽木葉片揮發(fā)油成分主要為醇類物質(zhì)和酸類物質(zhì)，同時(shí)還含有一定量的酮類、酯類和醛類物質(zhì)．重陽木樹皮和葉片中均含有糠醛、葵醛、十五酸、和十七酸乙酯．

昆蟲主要通過嗅覺進(jìn)行種間和種內(nèi)通信[11]．寄主植物釋放的揮發(fā)性氣味引誘植食性昆蟲取食、交配、產(chǎn)卵[11-12]，多種植物揮發(fā)油化學(xué)成分已被證明對昆蟲具有明顯的引誘作用[13]．植物揮發(fā)性氣體可以分為普通和特殊兩類．普通揮發(fā)性氣體都是六碳的醇和醛，稱為“綠葉氣體”(green leaf volatiles, GLVs)，是各種植物綠葉的特征性氣味，包括葉醛(E-2-hexenal)和葉醇(Z-3-hexenol)等[14-15]．重陽木葉片中鑒定的1-己醇、反式-2-己烯醇和反式-2-己烯醛屬于“綠葉氣體”，“綠葉氣體”對食葉昆蟲具有較強(qiáng)的引誘作用：甜菜夜蛾(SpodopteraexiguaHiibner)利用“綠葉氣體”作為線索進(jìn)行寄主定向[16], 齒鞘龜甲(Cassidadenticollis)通過“綠葉氣體”的濃度區(qū)分寄主植物和非寄主植物[17]；1-己醇和反式-2-己烯醇能觸發(fā)檉柳條葉甲(Diorhabdaelongata)的觸角電位反應(yīng)[18]；從紫花苜蓿(MedicagosativaL.)提取的揮發(fā)油成分中，1-己醇和反式-2-己烯醛等“綠葉氣體”能觸發(fā)豆莢草盲蝽(Lygushesperus)的觸角電位反應(yīng)[19]．丁香酚對日本金龜子(Diabroticalongicornis)具有較強(qiáng)的引誘作用[20]，桑天牛(Aporinagermari)觸角對葵醛的觸角電位反應(yīng)強(qiáng)烈[21]，粉紋夜蛾(Cabbagelooper)晚上的取食時(shí)間與茉莉花產(chǎn)生香味的時(shí)間相一致，起取食引誘作用的主要成份為苯乙醛[22]．重陽木樹皮和葉片分離鑒定出的揮發(fā)油成分中，具體哪些成分對重陽木斑蛾成蟲產(chǎn)卵和幼蟲取食具有引誘作用，以及如何應(yīng)用于重陽木斑蛾的防控，尚待進(jìn)一步的研究．

本研究發(fā)現(xiàn)，重陽木樹皮中含有較多的丁香酚，丁香酚的藥理作用極其廣泛，具有抗炎、抗過敏、解熱、松弛血管、抗氧化、抗細(xì)菌真菌、驅(qū)蟲、降低體溫、促進(jìn)藥物透皮吸收等作用[23]．重陽木葉片揮發(fā)油中含有大量1-己醇，研究表明，一定濃度的1-己醇對黑根霉(Rhizopusstolonifer)和灰葡萄孢(Botrytiscinerea)等病原真菌具有較強(qiáng)的抑制作用[23]，1-己醇還能延緩草莓果實(shí)的衰老，對草莓具有保鮮的功效[24]．因此，在有效防治重陽木斑蛾為害的同時(shí)，加強(qiáng)對重陽木資源的綜合開發(fā)利用，具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值．

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(編輯 王 健)

Analysis of the Volatile Oils from Bark and Leaves ofBischofiaPolycarpaby GC-MS

LIULu,ZHOUQiong*,CHENChun-yan,WANGYin-ling,WULi,SUWu-rong

(College of Life Sciences, Hunan Normal University, Changsha 410081, Hunan)

The volatile oils from the tree bark and leaf ofBischofiapolycarpawere extracted by vapor distillation. Their chemical constituents were separated and identified by GC-MS and the relative content of main compounds in volatile oils were determined by peak area normalization method. The results show that 26 peaks were separated from the tree bark volatile oil ofB.polycarpa, and 18 compounds among them were identified. The main compounds were engenol (12.45%), furole (10.43%), pentadecylic acid (9.46%), ethyl heptadecanoate(8.98%), 4-ethenyl-2-methoxyphenol(7.51%). Meanwhile, 21 peaks were separated from the tree leaf volatile oil ofB.polycarpa, and 15 compounds among them were identified. The main compounds were caproyl alcohol(26.94%), pentadecylic acid(10.8%), cyclohexanone(10.63%), ethyl heptadecanoate(10.2%), vulvic acid(6.11%).

Bischofiapolycarpa; barks and leaves; volatile oil; steam distillation; GC-MS

2014-02-19

國家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)基金資助項(xiàng)目(201203036)；湖南省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(14JJ5029)；湖南省普通高校教改資助項(xiàng)目(121-0669)；湖南省研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目(CX2014B227)

*

,E-mail：zhoujoan@hunnu.edu.cn

Q946

A

1000-2537(2014)05-0021-05