马尾松挥发性气味成分与其抗松材线虫病相关性试验初报

董广平，杨李

（1.安徽省林业科学研究院，合肥 230031；2.安徽省林业厅）

马尾松挥发性气味成分与其抗松材线虫病相关性试验初报

董广平1，杨李2

（1.安徽省林业科学研究院，合肥 230031；2.安徽省林业厅）

本研究采用顶空采样方法收集了不同家系的抗松材线虫马尾松枝条及松针挥发性气味成分，并采用气相色谱与质谱联用（GC-MS）对相关充分成分进行了测定。结果表明，供试马尾松各家系的的主要挥发性气味成分均以α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、β-水芹烯等萜烯类为主，但不同抗性家系马尾松在挥发性气味成分数量及含量上存在较大差异。总体表现为：松材线虫高抗家系释放的气味成分种类要多于弱抗性品系；同一成分，以高抗性品系的释放量要高于弱抗性品系。说明马尾松挥发性成分与其抗松材线虫能力间存在一定的关联性。未来在松材线虫抗性品系选育时，寄主植物的气味成分可以作为抗性评估的一个指标。

马尾松；挥发物；气体成分；抗性品系；萜烯类

松材线虫病，又称松树萎蔫病，由松材线虫（Bursaphelenchus xylophilus）寄生在松属树种体内导致树木迅速死亡的一种特大毁灭性病害，属国际重要检疫对象，被称为“无烟的森林火灾”。马尾松（Pinus massoniana）抗病品种的开发及运用，能够阻止或极大程度上延缓该病的发生和危害，对生态和经济发展有着十分重大的意义［1］。安徽省通过剥皮接种法进行抗性测定［2］，选拔出马尾松251个家系1 201 株抗性候选单株［3］。此种方法比较费时费工，不宜大规模推广使用。江苏徐福元等开展过马尾松种源内含物与对松材线虫病抗性关系的取样及测定［4］。对马尾松树释放气体与其抗松材线虫病相关性进行试验研究，尚不多见。通过此项研究，可为马尾松抗松材线虫病快速测定提供新的理论及方法。

1　材料与方法

1.1试验地概况

试验地设在合肥市庐阳区大杨镇国家（安徽省）林业高科技开发中心，地处江淮之间，117°03′44″～117°25′33″E，31°41′54″～31°57′59″N，为亚热带湿润季风气候，四季分明，气候温和，雨量适中，梅雨显著，夏雨丰沛。年均温度为15 .7℃，极端最低气温- 20.6℃，极端最高气温41.0℃，无霜期227 d，年平均降水量988.4 mm。土壤为黄棕壤，质地粘重，呈微酸性［5］。

1.2材料

本研究中所用样品采集自省林业高科技开发中心抗性保存圃中的马尾松抗性家系［6］，设置3种处理，高、中、低抗性马尾松家系各3株，每株重复采样1次，共9个样本，室内测定气体成分，分析其与马尾松抗性的相关性。采集马尾松1年生枝条，且枝条没有病虫害史，迅速放入密封袋后（必须分开放置），带回室内分析，在-20℃的冰箱中保存备用。

1.3方法

使用顶空采样仪 （Agilent 7694 Headspace Sampler）收集树叶和嫩枝挥发物。样品处理方法：将新鲜松针含部分枝条采用医用剪刀剪粉碎，称取1 g放入5 mL顶空采样瓶中，随后放入顶空采样仪进行吸附进样分析。顶空采样条件设置如下：样品瓶加热温度为80℃，定量环加热温度为100℃，传输线加热温度为150℃。样品瓶恒温时间5 min；样品瓶加压时间0.20 min，定量环充样时间0.20 min，定量环平衡时间0.05 min，进样时间1 min。

采用美国Agilent公司气相色谱与质谱联用Hewlett-Packard 6890GC-5973MSD，色 谱 柱 为HP-5MS毛细柱（30 m×250 μm ×0.25 μm）；每次进样2 uL，分流比为1：1。升温程序：起始温度6℃，保持2 min；8℃/min升温到200 ℃，保持5 min；然后以10 ℃/min升温到250 ℃，保持10 min。载气是高纯度氦气，气流为1 mL/min。火焰离子检测温度为300 ℃，进样口温度为250 ℃，质谱轰击电压为70 eV，扫描的质量范围为30～300 amu。采用检索NIST 05数据库的质谱图进行成分鉴定。

2　结果与分析

2.1主要挥发性气味成分及其百分比

表1　供试不同马尾松家系主要挥发性气味成分种类及其体积百分比

从表1可知，供试马尾松各家系主要气味成分均为α-蒎烯、坎烯、β-蒎烯、β-水芹烯等萜烯类成分。但是，对比不同抗松材线虫品系我们发现，不同抗性品系间在气味成分的数量上存在较大差异，例如高抗性品系广1（1，3）的释放的气味成分最多达12种以上，最少为8种（广3、广4）；而中抗品系的气味成分在6～8种之间；弱抗性品系的气味成分为4种。总体而言，松材线虫高抗品系释放的气味成分种类要多于弱抗性品系。所有测试的样品主要成分及比率。

2.2不同抗性植株间气味萜烯类成分含量的比较

为了明确不同抗性品系主要萜烯类物质含量的差异性，我们依次比较了高抗品系与中抗品系、高抗与弱抗品系及中抗品系与弱抗品系主要气味成分的含量，结果见图1～图3。本研究中，供试样品取样量、顶空采样条件完全一致，因此GC-MS总离子流图中各物质的丰度即代表了各物质的释放量。

由图1可知，高抗品系的主要萜烯类物质明显高于中抗品系，其中以α-蒎烯高抗品系丰度高出中抗品系3倍以上；同时，高抗品系释放的β-蒎烯也显著高于中抗品系；β-水芹烯高抗和中抗品系含量相当。另外，从图中我们也发现，高抗品系挥发气味中的多种成分，在中抗品系中并未检测到。

由图2可知，高抗品系的主要萜烯类物质显著高于弱抗品系。高抗品系中α-蒎烯、β-蒎烯和β-水芹烯的丰度分别高出弱抗品系约3倍、7倍及3倍以上。同时，高抗品系挥发气味中的多种成分，在弱抗品系中并未检测到。

由图3可知，中抗品系的主要萜烯类物质与弱抗品系较为接近，但仍略高于弱抗品系。其中，β-水芹烯丰度要显著高于弱抗品系，高出中抗品系3倍以上；在中抗品系中，α-蒎烯、β-蒎烯的含量与弱抗品系相当。另外，中抗品系挥发气味亦多于弱抗品系。

3　结论与讨论

研究初步表明，抗性植株在萜烯类气味成分间存在一定差异。总体上，抗性高的品系萜烯类物质成分为8～12种，多于弱抗性品系的4种；同时，高抗性植株的萜烯类成分释放量也高于弱抗性植株。

存在问题：本研究发现，同一抗性水平植株间的萜烯类气味成分也存在较大差异。本次每一个抗性水平仅测定了3株植物，因此需要进一步加大测定样品的重复量。同时要测定不同时间段以及其他松类（如抗性强的湿地松、易感病的黑松）萜烯类物质释放情况，通过对比研究，最终得到有说服力的结论，为马尾松抗松材线虫病快速测定提供新的理论及方法。

［1］汤陈生，黄金水，杨希，等.不同马尾松品系对松材线虫的抗性选择初步研究［J］.武夷科学，2013，29 ： 222-225.

［2］徐六一，章健，高景斌，等.马尾松抗松材线虫病候选无性系的抗病性测定［J］.林业科技开发， 2012，26（4）：27-30.

［3］徐六一，户田忠雄．马尾松松材线虫抗性候补木的选拔及评价研究［J］.安徽农业科学，2006，34 （ 17）：4303-4304.

［4］徐福元，郑华英，刘云鹏，等.马尾松种源对松褐天牛成虫取食松材线虫病的抗性分析 ［J］.林业科学，2011，47（1）：101-106.

［5］陈雪莲，郝焰平，姜春武，等.抗松材线虫病马尾松无性系夏季光合作用日变化研究［J］.安徽林业科技，2013，39（4）：20-24.

［6］章健，徐六一，高景斌，等.抗松材线虫病马尾松无性系种子园营建技术［J］.林业科技开发，2012，26（1）：82-85.

（责任编辑：杨婷婷）

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

国家林业公益性行业科研专项经费项目（编号：201204501）。

董广平（1966-），男，副研究员，主要从事森林保护研究工作。E-mail：452622500@qq.com