董廣平，楊李

（1.安徽省林業(yè)科學(xué)研究院，合肥 230031；2.安徽省林業(yè)廳）

馬尾松揮發(fā)性氣味成分與其抗松材線蟲(chóng)病相關(guān)性試驗(yàn)初報(bào)

董廣平1，楊李2

（1.安徽省林業(yè)科學(xué)研究院，合肥 230031；2.安徽省林業(yè)廳）

本研究采用頂空采樣方法收集了不同家系的抗松材線蟲(chóng)馬尾松枝條及松針揮發(fā)性氣味成分，并采用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）對(duì)相關(guān)充分成分進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明，供試馬尾松各家系的的主要揮發(fā)性氣味成分均以α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、β-水芹烯等萜烯類(lèi)為主，但不同抗性家系馬尾松在揮發(fā)性氣味成分?jǐn)?shù)量及含量上存在較大差異?？傮w表現(xiàn)為：松材線蟲(chóng)高抗家系釋放的氣味成分種類(lèi)要多于弱抗性品系；同一成分，以高抗性品系的釋放量要高于弱抗性品系。說(shuō)明馬尾松揮發(fā)性成分與其抗松材線蟲(chóng)能力間存在一定的關(guān)聯(lián)性。未來(lái)在松材線蟲(chóng)抗性品系選育時(shí)，寄主植物的氣味成分可以作為抗性評(píng)估的一個(gè)指標(biāo)。

馬尾松；揮發(fā)物；氣體成分；抗性品系；萜烯類(lèi)

松材線蟲(chóng)病，又稱(chēng)松樹(shù)萎蔫病，由松材線蟲(chóng)（Bursaphelenchus xylophilus）寄生在松屬樹(shù)種體內(nèi)導(dǎo)致樹(shù)木迅速死亡的一種特大毀滅性病害，屬?lài)?guó)際重要檢疫對(duì)象，被稱(chēng)為“無(wú)煙的森林火災(zāi)”。馬尾松（Pinus massoniana）抗病品種的開(kāi)發(fā)及運(yùn)用，能夠阻止或極大程度上延緩該病的發(fā)生和危害，對(duì)生態(tài)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著十分重大的意義［1］。安徽省通過(guò)剝皮接種法進(jìn)行抗性測(cè)定［2］，選拔出馬尾松251個(gè)家系1 201 株抗性候選單株［3］。此種方法比較費(fèi)時(shí)費(fèi)工，不宜大規(guī)模推廣使用。江蘇徐福元等開(kāi)展過(guò)馬尾松種源內(nèi)含物與對(duì)松材線蟲(chóng)病抗性關(guān)系的取樣及測(cè)定［4］。對(duì)馬尾松樹(shù)釋放氣體與其抗松材線蟲(chóng)病相關(guān)性進(jìn)行試驗(yàn)研究，尚不多見(jiàn)。通過(guò)此項(xiàng)研究，可為馬尾松抗松材線蟲(chóng)病快速測(cè)定提供新的理論及方法。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在合肥市廬陽(yáng)區(qū)大楊鎮(zhèn)國(guó)家（安徽?。┝謽I(yè)高科技開(kāi)發(fā)中心，地處江淮之間，117°03′44″～117°25′33″E，31°41′54″～31°57′59″N，為亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，四季分明，氣候溫和，雨量適中，梅雨顯著，夏雨豐沛。年均溫度為15 .7℃，極端最低氣溫- 20.6℃，極端最高氣溫41.0℃，無(wú)霜期227 d，年平均降水量988.4 mm。土壤為黃棕壤，質(zhì)地粘重，呈微酸性［5］。

1.2材料

本研究中所用樣品采集自省林業(yè)高科技開(kāi)發(fā)中心抗性保存圃中的馬尾松抗性家系［6］，設(shè)置3種處理，高、中、低抗性馬尾松家系各3株，每株重復(fù)采樣1次，共9個(gè)樣本，室內(nèi)測(cè)定氣體成分，分析其與馬尾松抗性的相關(guān)性。采集馬尾松1年生枝條，且枝條沒(méi)有病蟲(chóng)害史，迅速放入密封袋后（必須分開(kāi)放置），帶回室內(nèi)分析，在-20℃的冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3方法

使用頂空采樣儀 （Agilent 7694 Headspace Sampler）收集樹(shù)葉和嫩枝揮發(fā)物。樣品處理方法：將新鮮松針含部分枝條采用醫(yī)用剪刀剪粉碎，稱(chēng)取1 g放入5 mL頂空采樣瓶中，隨后放入頂空采樣儀進(jìn)行吸附進(jìn)樣分析。頂空采樣條件設(shè)置如下：樣品瓶加熱溫度為80℃，定量環(huán)加熱溫度為100℃，傳輸線加熱溫度為150℃。樣品瓶恒溫時(shí)間5 min；樣品瓶加壓時(shí)間0.20 min，定量環(huán)充樣時(shí)間0.20 min，定量環(huán)平衡時(shí)間0.05 min，進(jìn)樣時(shí)間1 min。

采用美國(guó)Agilent公司氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用Hewlett-Packard 6890GC-5973MSD，色 譜 柱 為HP-5MS毛細(xì)柱（30 m×250 μm ×0.25 μm）；每次進(jìn)樣2 uL，分流比為1：1。升溫程序：起始溫度6℃，保持2 min；8℃/min升溫到200 ℃，保持5 min；然后以10 ℃/min升溫到250 ℃，保持10 min。載氣是高純度氦氣，氣流為1 mL/min?；鹧骐x子檢測(cè)溫度為300 ℃，進(jìn)樣口溫度為250 ℃，質(zhì)譜轟擊電壓為70 eV，掃描的質(zhì)量范圍為30～300 amu。采用檢索NIST 05數(shù)據(jù)庫(kù)的質(zhì)譜圖進(jìn)行成分鑒定。

2　結(jié)果與分析

2.1主要揮發(fā)性氣味成分及其百分比

表1　供試不同馬尾松家系主要揮發(fā)性氣味成分種類(lèi)及其體積百分比

從表1可知，供試馬尾松各家系主要?dú)馕冻煞志鶠棣?蒎烯、坎烯、β-蒎烯、β-水芹烯等萜烯類(lèi)成分。但是，對(duì)比不同抗松材線蟲(chóng)品系我們發(fā)現(xiàn)，不同抗性品系間在氣味成分的數(shù)量上存在較大差異，例如高抗性品系廣1（1，3）的釋放的氣味成分最多達(dá)12種以上，最少為8種（廣3、廣4）；而中抗品系的氣味成分在6～8種之間；弱抗性品系的氣味成分為4種?？傮w而言，松材線蟲(chóng)高抗品系釋放的氣味成分種類(lèi)要多于弱抗性品系。所有測(cè)試的樣品主要成分及比率。

2.2不同抗性植株間氣味萜烯類(lèi)成分含量的比較

為了明確不同抗性品系主要萜烯類(lèi)物質(zhì)含量的差異性，我們依次比較了高抗品系與中抗品系、高抗與弱抗品系及中抗品系與弱抗品系主要?dú)馕冻煞值暮?，結(jié)果見(jiàn)圖1～圖3。本研究中，供試樣品取樣量、頂空采樣條件完全一致，因此GC-MS總離子流圖中各物質(zhì)的豐度即代表了各物質(zhì)的釋放量。

由圖1可知，高抗品系的主要萜烯類(lèi)物質(zhì)明顯高于中抗品系，其中以α-蒎烯高抗品系豐度高出中抗品系3倍以上；同時(shí)，高抗品系釋放的β-蒎烯也顯著高于中抗品系；β-水芹烯高抗和中抗品系含量相當(dāng)。另外，從圖中我們也發(fā)現(xiàn)，高抗品系揮發(fā)氣味中的多種成分，在中抗品系中并未檢測(cè)到。

由圖2可知，高抗品系的主要萜烯類(lèi)物質(zhì)顯著高于弱抗品系。高抗品系中α-蒎烯、β-蒎烯和β-水芹烯的豐度分別高出弱抗品系約3倍、7倍及3倍以上。同時(shí)，高抗品系揮發(fā)氣味中的多種成分，在弱抗品系中并未檢測(cè)到。

由圖3可知，中抗品系的主要萜烯類(lèi)物質(zhì)與弱抗品系較為接近，但仍略高于弱抗品系。其中，β-水芹烯豐度要顯著高于弱抗品系，高出中抗品系3倍以上；在中抗品系中，α-蒎烯、β-蒎烯的含量與弱抗品系相當(dāng)。另外，中抗品系揮發(fā)氣味亦多于弱抗品系。

3　結(jié)論與討論

研究初步表明，抗性植株在萜烯類(lèi)氣味成分間存在一定差異?？傮w上，抗性高的品系萜烯類(lèi)物質(zhì)成分為8～12種，多于弱抗性品系的4種；同時(shí)，高抗性植株的萜烯類(lèi)成分釋放量也高于弱抗性植株。

存在問(wèn)題：本研究發(fā)現(xiàn)，同一抗性水平植株間的萜烯類(lèi)氣味成分也存在較大差異。本次每一個(gè)抗性水平僅測(cè)定了3株植物，因此需要進(jìn)一步加大測(cè)定樣品的重復(fù)量。同時(shí)要測(cè)定不同時(shí)間段以及其他松類(lèi)（如抗性強(qiáng)的濕地松、易感病的黑松）萜烯類(lèi)物質(zhì)釋放情況，通過(guò)對(duì)比研究，最終得到有說(shuō)服力的結(jié)論，為馬尾松抗松材線蟲(chóng)病快速測(cè)定提供新的理論及方法。

［1］湯陳生，黃金水，楊希，等.不同馬尾松品系對(duì)松材線蟲(chóng)的抗性選擇初步研究［J］.武夷科學(xué)，2013，29 ： 222-225.

［2］徐六一，章健，高景斌，等.馬尾松抗松材線蟲(chóng)病候選無(wú)性系的抗病性測(cè)定［J］.林業(yè)科技開(kāi)發(fā)， 2012，26（4）：27-30.

［3］徐六一，戶田忠雄．馬尾松松材線蟲(chóng)抗性候補(bǔ)木的選拔及評(píng)價(jià)研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34 （ 17）：4303-4304.

［4］徐福元，鄭華英，劉云鵬，等.馬尾松種源對(duì)松褐天牛成蟲(chóng)取食松材線蟲(chóng)病的抗性分析 ［J］.林業(yè)科學(xué)，2011，47（1）：101-106.

［5］陳雪蓮，郝焰平，姜春武，等.抗松材線蟲(chóng)病馬尾松無(wú)性系夏季光合作用日變化研究［J］.安徽林業(yè)科技，2013，39（4）：20-24.

［6］章健，徐六一，高景斌，等.抗松材線蟲(chóng)病馬尾松無(wú)性系種子園營(yíng)建技術(shù)［J］.林業(yè)科技開(kāi)發(fā)，2012，26（1）：82-85.

（責(zé)任編輯：楊婷婷）

Preliminary Experiment Report on Correlation between the Volatile Odor Ingredients ofPinus massoniana and its Resistance against Pinewood Nematode Disease

DONG Guangping1，YANG Li2
（1.Anhui Academy of Forestry，Hefei 230031，China；2.Anhui Provincial Forestry Department）

In this study the volatile matter of masson pine branches and needles of various strains were collected by head-space sampling and their ingredients were determined with gas chromatography and mass spectrometry（GC-MS）.The results showed that the main volatile ingredients from the various sample strains were terpenes，including alpha pinene，camphene，beta pinene and beta phellandrene，but there were significant differences in the tyeps and contents of the odor ingredients among the strains.In general，there were more types of volatile odor ingredients in the high-resistance strains than in low-resistance ones，and the high-resistance strains released more than the low-resistance ones for the same ingredient，indicating there was some correlation between the volatile ingredients and resistance against pinewood nematode disease.In the future selection of the high-resistance strains，the odor ingredients of the host plants could be an indicator for resistance evaluation.

Pinus massoniana；Volatile matter；Gas ingredients；Resistant strains；Terpene

S791.248

A

2095-0152（2015）06-0012-03

2015-11-01

2015-11-30

國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目（編號(hào)：201204501）。

董廣平（1966-），男，副研究員，主要從事森林保護(hù)研究工作。E-mail：452622500@qq.com