摘要：為了探究紅椿（Toona ciliata Roem.）、毛麻楝[Chukrasia tabularis var. velutina （Wall） King]和非洲桃花心木[Khaya senegalensis （Desr.） A.Juss] 3種楝科植物揮發(fā)物組分，采用動(dòng)態(tài)頂空采集法利用氣相色譜/質(zhì)譜（GC/MS）聯(lián)用法分析了這3種植物揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile organic compounds， VOCs）的主要成分。結(jié)果表明，3種楝科植物揮發(fā)物組分有萜烯類(lèi)、芳香烴類(lèi)、醇類(lèi)、醛類(lèi)、烷烴類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)、酸類(lèi)和酚類(lèi)，且均以萜烯類(lèi)為主，以（1R）-（+）-α蒎烯為主要成分。紅椿釋放22種化合物，萜烯類(lèi)含量占67.41%；毛麻楝釋放19種化合物，萜烯類(lèi)含量占55.96%；非洲桃花心木釋放21種化合物，萜烯類(lèi)含量占81.27%。

關(guān)鍵詞：植物揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）；紅椿（Toona ciliata Roem.）；毛麻楝[Chukrasia tabularis var. velutina （Wall） King]；非洲桃花心木[Khaya senegalensis （Desr.） A.Juss]；氣相色譜/質(zhì)譜（GC/MS）聯(lián)用

中圖分類(lèi)號(hào)：S763.3；S792.33；O657.7+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）02-0461-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.02.050

植物揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile organic compounds，VOCs）是通過(guò)植物體內(nèi)的次生代謝途徑合成的低沸點(diǎn)、易揮發(fā)的小分子化合物，主要包括烴、醇、醛、酮、酯和有機(jī)酸等，含量雖低，但化學(xué)活性很高[1]。在生態(tài)系統(tǒng)中，植物VOCs具有重要的化學(xué)信息傳遞作用，如多數(shù)植食性昆蟲(chóng)能通過(guò)嗅覺(jué)感知植物的揮發(fā)性氣味去尋找合適的寄主進(jìn)行取食和產(chǎn)卵[2，3]。國(guó)內(nèi)外對(duì)麻楝（C. tabularis）、大葉桃花心木（Swietenia macrophylla）、安哥拉非洲楝（Entandrophragma angolense）、良木非洲楝（Entandrophragma utile）、白卡雅楝（Khaya anthotheca）、紅卡雅楝（Khaya ivorensis）等楝科植物的化學(xué)成分研究有一些報(bào)道[4-6]，但其中大多數(shù)研究是通過(guò)溶劑提取、蒸餾等方法收集植物揮發(fā)物，這些方法破壞了植物的自然狀態(tài)。目前，對(duì)紅椿（Toona ciliata Roem.）、毛麻楝[Chukrasia tabularis var. velutina （Wall） King]和非洲桃花心木[Khaya senegalensis （Desr.） A.Juss]的研究較少，因此，本研究以上述3種植物為試材，采用動(dòng)態(tài)頂空采集法和氣相色譜/質(zhì)譜（GC/MS）聯(lián)用分析技術(shù)，鑒定了紅椿、毛麻楝、非洲桃花心木所釋放的揮發(fā)物組分。

1 材料與方法

1.1 供試植物

供試的紅椿、毛麻楝和非洲桃花心木為3年生的盆栽樹(shù)。

1.2 儀器設(shè)備

GC（型號(hào)7890A，美國(guó) Agilent公司生產(chǎn)），MS（型號(hào)5975C，美國(guó) Agilent公司生產(chǎn)），QC-1S型大氣采樣儀（北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所），采集袋（微波爐加熱用袋44.3 cm×55.8 cm，美國(guó)Reynolds公司生產(chǎn)），吸附劑Porapak Q（深圳市高比科技有限公司北京生物部）。

1.3 方法

1.3.1 揮發(fā)物的采集方法 在通風(fēng)的試驗(yàn)室內(nèi)（溫度25 ℃、濕度60%、光照度1 500 lx），選取紅椿、毛麻楝和非洲桃花心木3種植物作為采樣標(biāo)準(zhǔn)株。參照Kleinhentz等[7]的方法對(duì)3種植物枝葉揮發(fā)物進(jìn)行收集。使用自制推拉式循環(huán)裝置，依次按大氣采樣儀1→純凈水→活性炭→套袋植物→吸附管→流量計(jì)→大氣采樣儀2的順序連接。選取植株剛剛萌芽的枝條（約15片葉子），用微波爐袋套上并綁緊，在短時(shí)間內(nèi)使用大氣采樣儀將袋內(nèi)空氣抽出。然后把經(jīng)過(guò)水和活性炭雙重過(guò)濾的潔凈空氣沖入袋中（大氣采樣儀泵入氣體流量為400 mL/min），待收集袋中充滿(mǎn)干凈空氣后，保持30 min，然后在袋的另一端連接吸附管和大氣采樣儀（大氣采樣儀泵出氣體流量為300 mL/min），開(kāi)始采樣。收集5～6 h后，拔出吸附管，使用0.6 mL重蒸正己烷溶劑進(jìn)行洗脫，用色譜瓶（2 mL）裝集，處理完后迅速放置于冰箱（-20 ℃）中保存。

1.3.2 揮發(fā)物成分的鑒定 用氣相色譜/質(zhì)譜（GC/MS） 聯(lián)用儀對(duì)上述收集到的植物揮發(fā)物正己烷溶液進(jìn)行分析和鑒定。工作條件：色譜柱為DB-5ms（30 mm×0.25 mm×0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度230 ℃，程序升溫：開(kāi)始溫度50 ℃保持1 min，以7.5 ℃/min的速率增溫至220 ℃保持10 min。離子源溫度230 ℃；電離方式為EI；載氣：氦氣，流速1.0 mL/min。離子化能量70 eV、350 V；數(shù)據(jù)獲得通過(guò)全掃描，掃描范圍35～335 amu。化合物鑒定通過(guò)NIST2008和Willey質(zhì)譜庫(kù)。反復(fù)潤(rùn)洗進(jìn)樣針（10 μL）后，取1 μL重蒸正己烷進(jìn)樣，待圖譜結(jié)果顯示雜質(zhì)峰較少時(shí)，吸取1 μL樣品進(jìn)樣分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 三種楝科植物揮發(fā)物成分

利用氣相色譜/質(zhì)譜（GC/MS）聯(lián)用分析技術(shù)對(duì)這3種楝科植物揮發(fā)物進(jìn)行分析，獲得色譜圖（圖1）扣除本底空氣雜質(zhì)，工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行面積歸一化法處理，經(jīng)分析確定出3種植物的化合物成分及其相對(duì)百分含量（表1）。由表1可知，紅椿VOCs含有22種化合物，主要成分有（1R）-（+）-α蒎烯、檸檬烯、4-萜烯醇、苯甲醛，2，4-雙（三甲基硅氧基）-和Thiosalicylic acid，S-（tert-butyld imethylsilyl）-，tert-butyldimethylsilyl ester，共占總相對(duì)含量的73.52%。毛麻楝VOCs含有19種化合物，主要成分有（1R）-（+）-α蒎烯、α-松油醇、Thiosalicylic acid，S-（tert-butyld imethylsilyl）-，tert-butyldimethylsilyl ester、長(zhǎng)葉烯和2，6-二叔丁基對(duì)甲酚，共占總含量的68.16%。非洲桃花心木VOCs含有21種化合物，主要成分有1，3-二甲基苯、（1R）-（+）-α蒎烯、苯甲醛，2，4-雙（三甲基硅氧基）-和Thiosalicylic acid，S-（tert-butyld imethylsilyl）-，tert-butyldimethylsilyl ester，共占總含量的88.28%。

從表1還可以看出，雖然紅椿、毛麻楝、非洲桃花心木VOCs的成分及相對(duì)含量都存在差異，但是這3種楝科植物含有共同成分，它們是（1R）-（+）-α蒎烯、1-甲基-2-異丙基苯、左旋樟腦、α-松油醇、長(zhǎng)葉烯、十五烷和Thiosalicylic acid，S-（tert-butyld imethylsilyl）-，tert-butyldimethylsilyl ester。

2.2 3種楝科植物釋放的揮發(fā)物種類(lèi)

3種楝科植物的揮發(fā)物組分總體來(lái)說(shuō)有萜烯類(lèi)、芳香烴類(lèi)、醇類(lèi)、醛類(lèi)、烷烴類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)、酸類(lèi)和酚類(lèi)。紅椿VOCs中，萜烯類(lèi)5種，占總含量的67.41%；芳香烴類(lèi)1種，占總含量的1.40%；醇類(lèi)3種，占總含量的6.14%；醛類(lèi)3種，占總含量的3.70%；酮類(lèi)2種，占總含量的0.64%；酯類(lèi)4種，占總含量的8.42%；烷烴類(lèi)3種，占總含量的1.42%；酸類(lèi)1種，占總含量的2.58%。毛麻楝VOCs中，萜烯類(lèi)4種，占總含量的55.96%；芳香烴類(lèi)1種，占總含量的0.48%；醇類(lèi)3種，占總含量的4.54%；醛類(lèi)2種，占總含量的2.49%；酮類(lèi)2種，占總含量的1.28%；酯類(lèi)3種，占總含量的8.43%，烷烴類(lèi)2種，占總含量的1.04%；酸類(lèi)1種，占總含量的3.28%；酚類(lèi)1種，占總含量的6.18%。非洲桃花心木VOCs中，萜烯類(lèi)6種，占總含量的81.27%；芳香烴類(lèi)4種，占總含量的2.28%；醇類(lèi)5種，占總含量的1.93%；醛類(lèi)2種，占總含量的4.84%；酮類(lèi)2種，占總含量的0.25%；烷烴類(lèi)2種，占總含量的0.30%。

3 小結(jié)與討論

由3種楝科植物的分析結(jié)果可以看出，3種楝科植物VOCs都以萜烯類(lèi)為主，且都以（1R）-（+）-α蒎烯為主要成分，紅椿、毛麻楝、非洲桃花心木VOCs中，（1R）-（+）-α蒎烯分別占總相對(duì)含量的59.35%、50.59%、79.94%。紅椿VOCs中，萜烯類(lèi)（67.41%）占總相對(duì)含量最多，其次是酯類(lèi)（8.42%）和醇類(lèi)（6.14%）；毛麻楝VOCs中，萜烯類(lèi)（55.96%）占總相對(duì)含量最多，其次是酯類(lèi)（8.43）、酚類(lèi)（6.18%）和醇類(lèi)（4.54%）；非洲桃花心木VOCs中，萜烯類(lèi)（81.27%）占總相對(duì)含量最多，其次是醛類(lèi)（4.84%）。3種植物VOCs中雖然含有相同的成分，但其相對(duì)含量差異較大。

在對(duì)楝科植物的研究中，周靜等[4]采用揮發(fā)油提取法從麻楝葉中分離出78種化學(xué)組分，主要成分為石竹烯、δ-畢澄茄烯、δ-欖香烯、α-欖香烯、γ-欖香烯等。Marisis[5]采用揮發(fā)油提取法從大葉桃花心木的頂芽、新葉子、老葉中分離出germacrene D、γ-himachalene、germacrene A、cadina-1，4-diene、hexadecanoic acid和ethyl hexadecanoate等成分。John等[6]采用Closed-loop-stripping-analysis（CLSA）方法從安哥拉非洲楝、良木非洲楝、白卡雅楝、紅卡雅楝4種楝科植物中提取到29種揮發(fā)物成分，主要成分有（Z）-β-ocimene、（Z）-3-hexen-1-yl acetate、hexan-1-ol、nonanal、（Z）-3-hexen-1-yl butanoate、2-ethyl hexan-1-ol、decanal、β-caryophyllene、（Z）-3-hexen-1-yl hexanoate和germacrene D。這與本研究結(jié)果有明顯的差異，其原因可能是由于供試植物種類(lèi)和研究方法上的差異引起的。

近年來(lái)，對(duì)植物揮發(fā)物防治害蟲(chóng)方面的研究報(bào)道越來(lái)越廣泛，而大量關(guān)于楝科植物揮發(fā)物的報(bào)道顯示，其防治害蟲(chóng)的方式主要是以忌避作用、拒食作用、毒殺作用為主。劉奎等[8]對(duì)大葉桃花心木的花和葉乙醇抽提物的研究顯示，大葉桃花心木花抽提物對(duì)斜紋夜蛾的拒食活性高于葉抽提物；曾憲儒等[9]通過(guò)廣西12種野生楝科植物提取物對(duì)蘿卜蚜觸殺活性篩選，發(fā)現(xiàn)其中紅楝子（樹(shù)皮）、香椿（樹(shù)皮）、地黃連（全株）和老虎楝（枝葉）的提取物24 h觸殺死亡率均在70%以上；李曉東等[10]研究報(bào)道，11種楝科植物對(duì)中華稻蝗大多具有拒食、毒殺及抑制生長(zhǎng)發(fā)育的生物活性。本研究主要是為找到3種楝科植物中對(duì)害蟲(chóng)具有引誘作用的植物VOCs成分提供基礎(chǔ)，從而利用其引誘特性來(lái)監(jiān)測(cè)、誘捕和迷向害蟲(chóng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蔣冬月，李永紅.植物揮發(fā)性有機(jī)物的研究進(jìn)展[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（11）：143-149.

[2] 莫圣書(shū)，趙冬香，陳 青.植物揮發(fā)物與昆蟲(chóng)行為關(guān)系研究進(jìn)展[J].熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，26（6）：84-90.

[3] 杜家緯.植物-昆蟲(chóng)間的化學(xué)通訊及其行為控制[J].植物生理學(xué)報(bào)，2001，27（3）：193-200.

[4] 周 靜，周 波，譚穗懿，等.麻楝葉揮發(fā)油成分的GC-MS分析[J].中藥材，2004，27（11）：815-817.

[5] MARISIS G S. Electrophysiological responses of female and male Hypsipyla grandella （Zeller） to Swietenia macrophylla essential oils[J]. J Chem Ecol， 2003，29（9）：2143-2151.

[6] JOHN A，EMMANUEL O，BERNHARD W，et al. Olfactory cues of mahogany trees to female Hypsipyla robusta[J]. B Insectol， 2014，67（1）：21-30.

[7] KLEINHENTZ M，JACTEL H，MENASSIEU P. Terpene attractant candidates of Dioryctria sylvestrella in maritime pine （Pinus pinaster） oleoresin，needles，liber，and headspace samples[J].J Chem Ecol，1999，25（12）：2741-2756.

[8] 劉 奎，符悅冠，彭正強(qiáng)，等.大葉桃花心木的花、葉抽提物對(duì)斜紋夜蛾的拒食作用研究[J].植物保護(hù)，2004，30（2）：72-74.

[9] 曾憲儒，陳海珊，劉 演，等.廣西野生楝科植物提取物對(duì)蘿卜蚜的殺蟲(chóng)作用初步研究[J].廣西植物，2005，25（5）：494-496.

[10] 李曉東，趙善歡.楝科植物葉抽提物對(duì)中華稻蝗的活性研究[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，18（4）：47-51.