趙能，施蕊，李彪，熊智，王娟

(1.西南林業(yè)大學(xué)，云南省森林災(zāi)害預(yù)警與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南　昆明650224；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，農(nóng)業(yè)生物多樣性與病蟲害控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南　昆明650201；3.云南省林業(yè)科學(xué)院，云南省森林植物培育與開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南　昆明650201)

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思茅松產(chǎn)脂力、松脂化學(xué)成分與割脂特征相關(guān)性*

趙能1，施蕊1，李彪2，熊智1，王娟3

(1.西南林業(yè)大學(xué)，云南省森林災(zāi)害預(yù)警與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南昆明650224；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，農(nóng)業(yè)生物多樣性與病蟲害控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南昆明650201；3.云南省林業(yè)科學(xué)院，云南省森林植物培育與開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南昆明650201)

為研究不同產(chǎn)脂力思茅松樣本的松脂化學(xué)成分與割脂特征之間的相關(guān)性，采用氣象色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)研究了云南省景谷縣10個具有代表性的不同產(chǎn)脂力思茅松松脂化學(xué)成分，并根據(jù)平均產(chǎn)脂力大小分為高(2.84g/10cm)、中(1.26g/10cm)、低(0.24g/10cm)產(chǎn)脂力樣本。結(jié)果表明，產(chǎn)脂力與割脂角度呈極顯著正相關(guān)，與枝下高呈極顯著負(fù)相關(guān)，與割溝長、割面負(fù)荷率呈顯著負(fù)相關(guān)，與其他特征的相關(guān)性不顯著。思茅松松脂主要化學(xué)成分為：α-長葉蒎烯、長葉烯、α-蒎烯、β-蒎烯、β-水芹烯、3-蒈烯、α-萜品油烯、胡椒酚甲醚、環(huán)苜蓿烯、灑剔烯、甲基丁子香酚、金合歡烯、長葉龍腦，其中α-長葉蒎烯、長葉烯、α-蒎烯和β-蒎烯的含量較高。α-長葉蒎烯、長葉烯的含量與產(chǎn)脂力呈顯著正相關(guān)，而β-蒎烯、3-蒈烯的含量與產(chǎn)脂力呈顯著負(fù)相關(guān)，α-蒎烯含量與割脂角度呈顯著正相關(guān)，3-蒈烯含量與樹皮厚度呈顯著正相關(guān)，灑剔烯與割溝長、割面負(fù)荷率均呈顯著正相關(guān)，金合歡烯與割面負(fù)荷率呈顯著正相關(guān)。

思茅松；產(chǎn)脂力；松脂化學(xué)成分；割脂特征;氣象色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀

思茅松(Pinuskesiyavar.langbianensis)是卡西亞松(PinuskesiyaRoyle ex Gord)的地理變種，主要分布在云南南部及西南部、越南中部及北部、老撾、秦國、緬甸至印度阿薩姆，在西藏東南部低海拔地區(qū)也有零星分布。是西南季風(fēng)控制下的種類，常生長于海拔700～1 600m的山地，喜濕熱多霧氣候。在越南境內(nèi)向東南發(fā)展逐漸為南亞松代替，在北部逐漸為云南松代替，在緬甸境內(nèi)向西與卡西亞松相連[1～4]。思茅松林的林木蓄積量占云南省林地面積的11%，擁有1×108m3的蓄積量[5]。思茅松林木生長快、產(chǎn)脂量高、品質(zhì)優(yōu)良，松脂產(chǎn)量占云南省松脂產(chǎn)量的90%以上[6]，單株年平均產(chǎn)脂量為3～4kg。但是思茅松個體之間松脂產(chǎn)量存在很大的變異，最高的單株年產(chǎn)脂量高達(dá)15kg，最低的不到1kg[7]。在天然林分中，高產(chǎn)脂林木的比例不到20%。獲取思茅松松脂是培育思茅松林的一項重要經(jīng)濟(jì)目標(biāo)[8]。

目前思茅松松脂大部分靠從思茅松天然林中采集，且缺乏專業(yè)的采脂機(jī)構(gòu)，而由農(nóng)戶采集。由于農(nóng)戶分散采脂，亂割濫采現(xiàn)象嚴(yán)重，不但影響林木的松脂產(chǎn)量，也影響思茅松林木的材積生長量。由于天然林分大部分是異齡林，單位面積可采的林木較少，給采集者帶來極大不便，增大了采脂勞動強(qiáng)度。如何有效地提高松脂總產(chǎn)量，更好地為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會需求服務(wù)，是松脂生產(chǎn)需要面對的科技命題。

本實(shí)驗(yàn)對景谷思茅松的產(chǎn)脂力進(jìn)行測定，并分析松脂中主要化學(xué)成分與思茅松樣本特征、割脂特征的相關(guān)性，為思茅松優(yōu)良高產(chǎn)脂定向脂用林建設(shè)奠定科學(xué)基礎(chǔ)，為滇南地區(qū)現(xiàn)代林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

材料思茅松樣本來源于2014年4月28日在云南省普洱市景谷縣境內(nèi)，從思茅松天然林中選擇出的200株生長狀況良好、親緣關(guān)系可追溯的思茅松林木。

試劑正己烷、氮?dú)狻?/p>

1.2研究方法

1.2.1思茅松的選擇方法

在云南省普洱市景谷縣，從思茅松天然林中選擇出200株生長狀況良好，親緣關(guān)系可追溯的思茅松，并測定其樹高、冠幅、胸徑、樹下高、皮厚。之后對這200株松樹采用下降式割脂法對其進(jìn)行割脂，測定了割溝長、水平割溝長、割面周長、割面負(fù)荷率、割面角度。在割脂72h后測定產(chǎn)脂力，再從中選出10株分別代表高、中、低產(chǎn)脂力的思茅松樣本。

1.2.2氣象色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)分析條件

在高產(chǎn)脂思茅松的同一分布地區(qū)采集高產(chǎn)脂、普通產(chǎn)脂的思茅松松脂樣本，分別稱取0.5g松脂溶解于正己烷中，配置成1mg/mL的試液，進(jìn)行GC-MS分析。

松脂的GC條件使用HP-5毛細(xì)管柱(30mm×0.32mm×0.25um)，以高純氮?dú)鉃檩d氣，梯度升溫法(80℃→240℃→280℃)，升溫速率為3℃/min、2℃/min、汽化室溫度290℃，檢測器溫度300℃，柱前壓力50kPa，分流比50︰1，進(jìn)樣量0.1uL。

MS條件EI-MS，電子能量70eV，離子源溫度200℃，燈絲電流4.1A，質(zhì)量掃描范圍35～600amu，掃描周期1s，數(shù)據(jù)采集采用NIST譜庫與標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行對照接卸，采用峰面積歸一化法，對其中的主要成分進(jìn)行定量分析，確定主成分的含量。

1.2.3數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計處理。

2　結(jié)果與分析

2.1思茅松的選擇結(jié)果

通過對思茅松樣本產(chǎn)脂力的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，篩選出10株代表高、中、低產(chǎn)脂力的思茅松樣本，其基本特征見表1。

表1　思茅松樣本特征和割脂特征及其與產(chǎn)脂量相關(guān)分析

注：*表示P<0.05水平上的顯著相關(guān)，**表示P<0.01水平上的極顯著相關(guān)，表3同。

由表1可以看出，枝下高與產(chǎn)脂力的相關(guān)系數(shù)為-0.801，為極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，割溝長與割面負(fù)荷率同產(chǎn)脂力的相關(guān)系數(shù)分別為-0.702和-0.721，為顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；而角度與產(chǎn)脂力之間的相關(guān)系數(shù)為0.802，為極顯著正相關(guān)關(guān)系；其他特征與產(chǎn)脂力之間的相關(guān)性不顯著。

表1還顯示，從200個思茅松樣本中挑選的產(chǎn)脂力具有代表性的10個思茅松樣本中，產(chǎn)脂力2g/10cm以上的3個被認(rèn)為是高產(chǎn)脂樣本，其平均產(chǎn)脂力為2.84g/10cm；產(chǎn)脂力1～2g/10cm的被認(rèn)為是中產(chǎn)脂樣本，平均產(chǎn)脂力為1.26g/10cm；產(chǎn)脂力1g/10cm以下的被認(rèn)為是低產(chǎn)脂樣本，平均產(chǎn)脂力為0.24g/10cm。

2.2不同產(chǎn)脂力思茅松松脂化學(xué)成分分析

將上述的高、中、低產(chǎn)脂樣本的松脂用GC-MS進(jìn)行檢測。由于每個樣品所得化合物成分較多(總離子流如圖1～10)，加之不同樣品的化合物成分不盡相同，因此，僅選取了13個主要化學(xué)成分。

圖1　53號樣本總離子流圖Fig.1　No.53 sample’s total ion current

圖2　61號樣本總離子流圖Fig.2　No.61 sample’s total ion current

圖3　77號樣本總離子流圖Fig.3　No.77 sample’s total ion current

圖4　22號樣本總離子流圖Fig.4　No.22 sample’s total ion current

圖5　99號樣本總離子流圖Fig.5　No.99 sample’s total ion current

圖6　82號樣本總離子流圖Fig.6　No.82 sample’s total ion current

圖7　79號樣本總離子流圖Fig.7　No.79 sample’s total ion current

圖8　2號樣本總離子流圖Fig.8　No.2 sample’s total ion current

圖9　91號樣本總離子流圖Fig.9　No.91 sample’s total ion current

圖10　84號樣本總離子流圖Fig.10　No.84 sample’s total ion current

該13個主要化學(xué)成分不僅存在于每個樣品中，結(jié)合文獻(xiàn)資料也可得出13個化學(xué)成分都基本作為松脂加工香料的幾種主要成分，且在松脂中含量較高，故選取該13個主要化學(xué)成分進(jìn)行后續(xù)分析。測定得出不同產(chǎn)脂力樣本松脂的13種主要化學(xué)成分含量，見表2。

表2　不同產(chǎn)脂力樣本松脂主要化學(xué)成分含量

注：大寫字母表示1%水平上顯著性差異，小寫字母表示5%水平上顯著性差異。

由表2可以看出，高、中、低產(chǎn)脂樣本的松脂中的13種主要化學(xué)成分分別是，α-長葉蒎烯、長葉烯、α-蒎烯、β-蒎烯、β-水芹烯、3-蒈烯、α-萜品油烯、胡椒酚甲醚、環(huán)苜蓿烯、灑剔烯、甲基丁子香酚、金合歡烯、長葉龍腦。其中，α-長葉蒎烯、長葉烯、α-蒎烯和β-蒎烯在高、中、低產(chǎn)脂樣本松脂中的含量較高，且產(chǎn)脂力越高的樣本松脂中α-長葉蒎烯、長葉烯和α-蒎烯的含量越高，而產(chǎn)脂力越高的樣本松脂中β-蒎烯的含量越低。α-長葉蒎烯、長葉烯和β-水芹烯在高產(chǎn)脂樣本與低產(chǎn)脂樣本中的含量間差異均達(dá)到顯著性水平(P<0.05)，但在中產(chǎn)脂樣本松脂中的含量與高、低產(chǎn)脂樣本松脂中的含量間差異均沒有達(dá)到顯著性水平(P<0.05)。胡椒酚甲醚、環(huán)苜蓿烯、灑剔烯、甲基丁子香酚、金合歡烯和長葉龍腦的含量在高、中、低產(chǎn)脂樣本松脂中的含量間差異均沒有達(dá)到顯著性水平。α-蒎烯在高產(chǎn)脂樣本松脂中的含量極顯著(P<0.01)高于中、低產(chǎn)脂樣本松脂。

2.3松脂化學(xué)成分與思茅松基本特征的相關(guān)性分析

對產(chǎn)脂力、割脂特征等與13種化學(xué)成分進(jìn)行矩陣分析，得到表3。

表3　割脂特征與化學(xué)成分相關(guān)性分析

由表3可以看出，思茅松的產(chǎn)脂力與α-長葉蒎烯、長葉烯的含量呈顯著正相關(guān)，而與β-蒎烯、3-蒈烯的含量呈顯著負(fù)相關(guān)，這一結(jié)果與李思廣等人的研究結(jié)果一致[9]。表3還顯示，長葉烯含量與樹皮厚度呈顯著負(fù)相關(guān)，α-蒎烯與枝下高呈極顯著負(fù)相關(guān)而與割脂角度呈顯著正相關(guān)，β-蒎烯與產(chǎn)脂力呈顯著負(fù)相關(guān)，β-水芹烯與割面負(fù)荷率呈極顯著負(fù)相關(guān)，3-蒈烯與產(chǎn)脂力呈顯著負(fù)相關(guān)而與樹皮厚度呈顯著正相關(guān)，灑剔烯與割溝長、割面負(fù)荷率均呈顯著正相關(guān)，金合歡烯與割面負(fù)荷率呈顯著正相關(guān)。

3　結(jié)論與討論

(1)高產(chǎn)脂樣本的平均產(chǎn)脂力為2.84g/10cm，中產(chǎn)脂樣本的平均產(chǎn)脂力為1.26g/10cm，低產(chǎn)脂樣本的平均產(chǎn)脂力為0.24g/10cm。

(2)產(chǎn)脂力與割脂角度呈極顯著正相關(guān)，與α-蒎烯含量呈極顯著正相關(guān)，與枝下高呈極顯著負(fù)相關(guān)，與割溝長、割面負(fù)荷率呈顯著負(fù)相關(guān)，與其他特征的相關(guān)性不顯著。割脂實(shí)踐生產(chǎn)中，可以根據(jù)思茅松個體樣本特征初步判斷其產(chǎn)脂力，并根據(jù)割脂特征與產(chǎn)脂力的相關(guān)性調(diào)整各割脂特征，以獲得最大的產(chǎn)脂力和產(chǎn)脂量。思茅松產(chǎn)脂量與許多因子有關(guān)，翁海龍等[5]研究了環(huán)境因子(海拔、坡位、坡向)、數(shù)體因子(樹高、胸徑、枝下高、郁閉度)和產(chǎn)脂量之間的關(guān)系，認(rèn)為胸徑與產(chǎn)脂量相關(guān)性最強(qiáng)，可以作為思茅松高產(chǎn)脂優(yōu)樹野外選擇的重要指標(biāo)。但是胸徑受立地條件及樹齡的影響較大，無法在早期快速預(yù)測思茅松的產(chǎn)脂能力。李思廣等[10]對35個思茅松高產(chǎn)脂嫁接無性系的樹脂道個數(shù)進(jìn)行測定，并對其與產(chǎn)脂力的關(guān)系進(jìn)行回歸分析，認(rèn)為樹脂道個數(shù)與產(chǎn)脂力的相關(guān)關(guān)系較為緊密。相似的，穆茹等[11]研究發(fā)現(xiàn)樹脂道的數(shù)量決定了產(chǎn)脂力的大小。

(3)高、中、低產(chǎn)脂樣本的松脂中的13種主要化學(xué)成分分別是：α-長葉蒎烯、長葉烯、α-蒎烯、β-蒎烯、β-水芹烯、3-蒈烯、α-萜品油烯、胡椒酚甲醚、環(huán)苜蓿烯、灑剔烯、甲基丁子香酚、金合歡烯、長葉龍腦。其中，α-長葉蒎烯、長葉烯、α-蒎烯和β-蒎烯的含量較高。松脂的主要成分是單萜、倍半萜、樹脂酸等二萜化合物及脂肪酸組成。其中樹脂酸中的樅酸、左旋海松酸、長葉松酸、新樅酸、去氫樅酸、海松酸、異海松酸、山達(dá)海松酸、二元酸等是松香的主要成分，樅酸型酸為各種松脂的主要成分[12]。α-長葉蒎烯、長葉烯、α-蒎烯、β-蒎烯在思茅松中的分布很廣泛，包括松針[13～14]、球果[15～18]、松脂[6,16～24]等部位，是合成樹脂、合成香料、浮選劑和有機(jī)合成的原料，用于合成松油醇、芳樟醇以及一些檀香型香料。因此，分析這些化學(xué)成分含量與割脂特征的關(guān)系，對思茅松松脂的開發(fā)有重要意義。

(4)α-長葉蒎烯、長葉烯的含量與產(chǎn)脂力呈顯著正相關(guān)，與α-蒎烯含量呈極顯著正相關(guān)，而β-蒎烯、3-蒈烯的含量與產(chǎn)脂力呈顯著負(fù)相關(guān)，α-蒎烯含量與割脂角度呈顯著正相關(guān)，3-蒈烯含量與樹皮厚度呈顯著正相關(guān)，灑剔烯與割溝長、割面負(fù)荷率均呈顯著正相關(guān)，金合歡烯與割面負(fù)荷率呈顯著正相關(guān)。分析各化學(xué)成分與各特征之間的相關(guān)性，對各化學(xué)成分的開發(fā)利用及割脂生產(chǎn)實(shí)踐有很好的指導(dǎo)意義。

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Correlation between Indexes of Resin Tapping and Chemical Components of Pinus kesiya var.langbianensis

ZHAO Neng1，SHI Rui1，LI Biao2，XIONG Zhi1，WANG Juan3

(1.Yunnan Key Laboratory of Forest Disaster Warning and Control，Southwest Forestry University，Kunming Yunnan 650224，P.R.China;2.Key Laboratory of Agriculture Biodiversity and Pest Control of Ministry of Education，Yunnan Agricultural University，Kunming Yunnan 650201，P.R.China;3.Yunnan Province Key Laboratory of Forest Plant Cultivation and Utilization，Yunnan Academy of Forestry，Kunming Yunnan 650201，P.R.China)

In order to studying the correlation between indexes of resin tapping and chemical components of resin fromPinuskesiyavar.langbianensiswith different resin-producing capacity，10 resin samples from Jinggu of Yunnan Province were tested by GC-MS.Sample with a mean resin-producing capacity of 2.84g/10cm was considered as high-yield resin，with 1.26g/10cm as middle-yield resin，and with 0.24g/10cm as low-yield resin.Resin-producing capacity was significant positive correlation with angle of resin tapping，significant negative correlation with clear bole height，long cutting channel and load rate of tapping face，but non-significant correlation with other indexes.The main chemical components of resin fromPinuskesiyavar.langbianensiswere as follow:(+)-α-longipinene，longifolene，α-pinene，β-pinene，β-phellandrene，carene-3，α-terpinolene，methyl chavicol，Cyclosativene，cycloisosativene，methyleugenol，farnesene，and longiborneol.Among these，the content of (+)-α-longipinene，longifolene，α-pinene and β-pinene in resin were higher than that of other components.Resin-producing capacity had significant positive correlation with the contents of (+)-α-longipinene，longifolene and α-pinene，but significant negative correlation with β-pinene and carene-3.Significant positive correlation were also showed between α-pinene with angle of resin tapping，carene-3 with thickness of bark，farnesene with load rate of tapping face，cycloisosativene with long cutting channel and load rate of tapping face.

Pinuskesiyavar.langbianensis； resin-producing capacity；chemical components；GC-MS

10.16473/j.cnki.xblykx1972.2016.03.011

2015-08-03

國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項項目-高產(chǎn)脂思茅松良種選育及功能基因克隆與鑒定項目(213220)，云南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)基金(2014)云南省森林災(zāi)害預(yù)警與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金(ZK14A106，ZK14SB01)。

趙能(1991-)，男，碩士研究生，主要從事植物化學(xué)研究。E-mail：247677981@qq.com

簡介：王娟(1966-)，女，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事生物多樣性保護(hù)、生態(tài)學(xué)和竹類植物的微觀研究。E-mail：Schima@163.com

S 791.24

A

1672-8246(2016)03-0063-06