诱导条件对新疆野苹果树挥发物释放的影响

2018-07-24 00:22崔晓宁孙可可刘德广
关键词:己烯甲酯茉莉

王 明,崔晓宁,孙可可,刘德广

(西北农林科技大学 植物保护学院,陕西 杨凌 712100)

苹果小吉丁虫属鞘翅目(Coleoptera)吉丁虫科(Buprestidae)窄吉丁属(Agrilus)昆虫,是一种重要的果树蛀干害虫,主要以幼虫在枝条韧皮部和木质部钻蛀取食,破坏输导水分及养分的组织,使枝条干枯死亡;其成虫主要取食叶片补充营养,传播植物病害[1-2]。据报道,苹果、桃、梨、杏等蔷薇科植物均为苹果小吉丁虫的寄主植物,该虫在管理良好的果园中危害较小[3]。但近年来,由于苹果小吉丁虫(AgrilusmaliMatsumura)在新疆伊犁的野生苹果林发生极为严重,使得这一世界重要的天然苹果种质基因库资源面临严重威胁,也将影响苹果育种以及苹果产业的可持续发展[4]。苹果小吉丁虫的危害具有隐蔽性,加之野果林分布区域地形复杂,常规的防治手段防效甚微(如打孔注药或喷杀成虫)[4]。因此,寻找更好的防治途径是亟待解决的问题。

诱导(如虫害、机械损伤等)产生的植物挥发物在昆虫的化学通讯中起重要作用,能影响植食性昆虫的寄主选择、取食、交配等多种生理行为[5-6]。相关研究表明,榆紫叶甲(AmbrostomaquadriimpressumMotschulsky)危害诱导的家榆(UlmuspumilaL.)植株挥发物种类与健康植株存在显著差异,其中芳樟醇、α-法尼烯和石竹烯等物质对榆紫叶甲雌、雄成虫均具有明显的引诱活性[7]。当白蜡树(FraxinuschinensisRoxb)受到白蜡窄吉丁(AgrilusplanipennisFairmaire)取食危害后,其挥发性化学物的组成和含量会发生一定变化,从而对白蜡窄吉丁起直接或间接的防御作用[8-9]。此外,白蜡吉丁柄腹茧蜂(SpathiusagriliYang)对受害后的白蜡树(FraxinuschinensisRoxb)具有显著的趋性行为,猜测这可能与虫害诱导所释放的特定挥发物有密切联系[10]。马铃薯(SolanumtuberosumL.)植株遭受机械损伤和马铃薯甲虫(LeptinotarsadecemlineataSay)危害后,产生的挥发物反-2-己烯醛和反-2-己烯醇对马铃薯甲虫具有十分强烈的持续引诱效果[11]。茶丽纹象甲(MyllocerinusaurolineatusVoss)危害茶树(Camelliasinensis)能诱导挥发物顺-3-己烯醛和乙酸叶醇酯的释放,而其在茶丽纹象甲的寄主选择过程中扮演着重要角色[12]。总之,害虫类别、危害方式和植物种类等都会改变相关植物的“挥发物组分”,诱导产生的挥发物在昆虫-植物化学通讯中的作用也不尽相同[13-14]。

另外,Greelman等[15]发现,茉莉酸甲酯(MeJA)是一种外源诱导性植物激素,具有诱导植物释放特定挥发物的潜力。使用茉莉酸甲酯处理柿树(DiospyroskakiThunb)后,柿树体内释放出的挥发物组分对天敌昆虫红点唇瓢虫(ChilocoruskuwanaeSilvestri)有强烈吸引作用,能显著提高该瓢虫对日本龟蜡蚧(CeroplastesjaponicusGreen)的生物防治效果[16]。其他研究也表明,茉莉酸甲酯处理会影响植物的生理功能,诱导植物“挥发物组分”发生改变,从而产生一定的抗虫效果[17-18]。但MeJA能否同样诱导野苹果树释放特定有化学通讯功能的挥发物,这些挥发物能否用于减轻苹果小吉丁虫的危害,目前尚未见针对这些问题的研究报道。

聚类分析(如主成分分析等能够根据挥发物的组成和含量将不同试验处理分开,并鉴定不同处理中特征性的挥发物)已成为探讨挥发物组成特征与变化的有效和常用手段,通过该技术可以将试验获得的众多变量采用降维的方法转化为少数几个综合指标,从而进一步探索这些数据中隐藏的信息及本质规律[19-21]。因此,本研究对机械损伤、外源MeJA处理和苹果小吉丁虫成虫危害后的新疆野苹果(Malussieversii)植株以及健康植株的挥发物释放情况进行了比较,同时使用因子分析和聚类分析方法对相关数据进行进一步分析,以期为开发新型植物源诱捕剂、加强对新疆野苹果种质资源保护及发展苹果小吉丁虫绿色防治策略提供相关的理论和依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试昆虫 2015年5月初,在新疆伊犁哈萨克族自治州新源县野果林采集带虫野苹果枝条,带回实验室后将带虫枝条储存在塑料收纳箱(52 cm×40 cm×35 cm)内,箱底铺有3~4 cm厚的湿润细沙(所用细沙需在70 ℃条件下烘干杀菌晾干后使用)。在实验室条件下待成虫羽化,每天08:00、14:00及20:00 3个时段观察并收集成虫。塑料方盒(30 cm×24 cm×10 cm)细沙中插入新鲜的垂丝海棠枝条(每个枝条带5~6枚叶片),方盒顶部用带若干小孔的塑料保鲜膜覆盖,将收集的成虫分雌雄接入方盒中,每盒饲养30~40头成虫,不定期更换新鲜叶片。所需试虫从羽化1~3 d内的成虫中选取。试验条件为温度(25±2) ℃,相对湿度(RH)(60±5)%,光周期(光/暗)16 h/8 h。

1.1.2 供试植物 2015年3月在西北农林科技大学园艺基地选择长势良好、高度10 cm左右的新疆野苹果2年生健康苗木(种子来源于新疆伊犁野苹果林),分别栽植于直径27 cm、高度17 cm的花盆内。定期浇施营养液,加强虫害水肥管理,确保其健康成长。

1.1.3 相关试验器材 固相微萃取探头(65 μm DVB/PDMS,Supelco,Bellefonte,PA,USA)和气相色谱-质谱联用仪(TRACE 1310,Thermo Scientific,Waltham,MA,USA)。

1.2 挥发物的收集与鉴定

随机选取高度(约25 cm)、大小、长势一致且无机械损伤的盆栽健康新疆野苹果幼苗12株,分为4组,每组3株。第1组不作任何处理,视为健康对照植株;第2组用打孔器在每个叶片上打1~2个孔,每株总共打10~15个孔,作为机械损伤处理[22];第3组在植株上喷施0.1 mmol/L的茉莉酸甲酯[22](95% purity;Sigma-Aldrich,St.Louis,MO)溶液,喷雾12 h后用于试验;第4组放入养虫罩(28 cm×28 cm×40 cm)中,每个养虫罩内放置1株新疆野苹果幼苗,每株植株上接种20头苹果小吉丁成虫(不分雌雄,成虫大小、羽化时间尽量保持一致)[22],成虫接种前饥饿处理24 h,取食48 h后用于试验。挥发性气味收集均安排在08:00至20:00进行,每处理设3个重复,每个重复中使用1株野苹果苗。采用相同方法收集空玻璃缸和铝箔覆盖的带土无苗花盆中的挥发物作为空白对照。

挥发物的收集采用顶空-固相微萃取法(HS-SPME)。收集前,将铝箔与玻璃缸用蒸馏水反复清洗3次,置于烘箱中在200 ℃条件下烘烤6~8 h备用。SPME手柄(65 μm DVB/PDMS,Supelco,Bellefonte,PA,USA)在首次使用前于250 ℃条件下老化3 h,后续使用前老化20 min即可。将事先处理好的新疆野苹果幼苗放入玻璃缸内,盖上盖子,插入老化好的SPME手柄,25 ℃下萃取40 min。萃取完成后,直接插入气质联用仪顶空进样端口,250 ℃解吸10 min,无分流进样,载气为高纯氦气(99.999%),流速1.0 mL/min。色谱柱为HP-5MS毛细管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm;Agilent Technologies,Santa Clara,CA,USA),初始柱温40 ℃保持2 min,以8 ℃/min升温至240 ℃,保持5 min。TIC检测器,离子源温度280 ℃,电离能70 eV,质量扫描范围45~500 u。

通过Xcalibur 2.2(ISQThermo Scientific,Waltham,MA,USA)软件进行原始数据采集,以外标物乙酸庚酯(10 ng/μL)为参照,将质谱图和保留指数与NIST 2011谱库提供的数据进行比较来鉴定各挥发物组分,用峰面积归一法对各物质组分的相对含量进行定量。

1.3 数据处理与分析

利用Microsoft Office Excel 2007对试验数据进行整理,利用SPSS 20.0统计软件对整理后的数据进行因子分析(提取主成分)、方差分析和聚类分析,以探讨各处理下挥发物组分的特征。

2 结果与分析

2.1 不同处理新疆野苹果植株挥发物的组分及相对含量

对不同处理下新疆野苹果植株的挥发物进行收集和GC-MS分析,结果(表1)显示,共收集到挥发性化合物58种,其中从健康植株收集到37种,从机械损伤植株收集到40种,从茉莉酸甲酯处理植株收集到32种,从虫害植株收集到34种。收集到的58种挥发物可分为8类,包括酯类14种(24.14%)、萜烯类10种(17.24%)、醇类8种(13.79%)、醛类8种(13.79%)、烷烃类6种(10.34%)、酮类5种(8.62%)、醚类3种(5.17%)及其他化合物4种(6.90%)。可以看出,收集到的挥发物以酯类、萜烯类、醇类和醛类为主。

表1 不同处理下新疆野苹果植株释放挥发物的质谱分析结果Table 1 GC-MS analysis of volatiles released from Malus sieversii trees under different treatments

表1(续) Contiued table 1

注:表中数据为3次重复的平均值,“-”表示未检测到此种挥发物组分。

Notes: Each value is the average of three repetitions,and “-”means non-detection.

从韦恩图(图1)和表1可以看出,健康植株特有的挥发物共3种,分别是柏木烯醇、庚醛、十二醛。机械损伤植株特有的挥发物共5种,分别是2-亚甲基-4-戊烯-1-醇、(顺,反)-2-丁烯酸-3-己烯酯、5-乙基二氢-2(3h)-呋喃酮、十二烷基二乙二醇醚和香叶基乙烯基醚;茉莉酸甲酯处理植株特有的挥发物也是5种,分别是5,7-十二烷二炔-1,12-二醇、羟基香茅醇、左旋樟脑、α-衣兰烯和三甲基乙酸香芹烯酯;虫害植株特有的挥发物共4种,分别是十一烷醇、反-3-二十烯、二十二烷酸和反-13-十八碳烯酸。在健康与机械损伤植株共有而在另外2个处理不产生的挥发物有8种,分别是顺-3-己烯-1-醇、3-己烯醛、苯甲醛、辛醛、丁酸-3-己烯酯、正戊酸苯酯、丙酸(2-甲基-2-乙基-3-羟己基)酯和对甲基苯甲酸(2-乙基己基)酯。在健康与茉莉酸甲酯植株共有而在另外2个处理不产生的挥发物有2种,分别是二十烷和癸醚。在健康与虫害植株共有而在另外2个处理不产生的挥发物也有2种,分别是十二烷和顺,顺,顺-1,4,6,9-十九碳四烯。在机械损伤与虫害植株共有而在另外2个处理不产生的挥发物共2种,分别是4-己烯-1-醇乙酸酯和3-羟基月桂酸。在茉莉酸甲酯处理与虫害植株共有而在另外2个处理不产生的挥发物仅有1种,是邻伞花烃。在健康、机械损伤与茉莉酸甲酯处理植株中均收集到了α-罗勒烯,但在虫害植株中却未收集到。4种不同处理共有的挥发物共18种,分别是2,6-二甲基-7-辛烯-2-醇、壬醛、癸醛、十一醛、十四烷、十五烷、十六烷、丁酸丁酯、乙酸叶醇酯、乙酸苄酯、水杨酸甲酯、鸢尾酯、2-甲基-丙酸-3-羟基-2,4,4-三甲基戊基酯、苯甲酸(2-乙基己基)酯、芳樟醇、α-蒎烯、(顺,反)-α-法尼烯和甘菊环。与健康植株相比,其他3个处理共收集到了21种新物质,其中这3个处理中共有的新物质仅4种,分别是α-异甲基紫罗兰酮、植酮、石竹烯和2-甲基-顺-4-十四烯。

从挥发物含量可以看出,4种处理之间挥发物含量存在显著差异。与健康植株释放的挥发物相比,机械损伤植株中顺-3-己烯-1-醇、2-亚甲基-4-戊烯-1-醇、乙酸叶醇酯、4-己烯-1-醇乙酸酯、石竹烯等物质含量有所增加,但1-辛烯-3-醇、癸醛、十五烷、十七烷、水杨酸甲酯、香叶基丙酮、α-罗勒烯、α-蒎烯、(顺,反)-α-法尼烯、芳樟醇等物质含量有所减少;茉莉酸甲酯处理植株中1-辛烯-3-醇、鸢尾酯、植酮、石竹烯、α-罗勒烯、α-蒎烯、(顺,反)-α-法尼烯、芳樟醇、邻伞花烃等物质含量有所增加,但顺-3-己烯-1-醇、3-己烯醛、十七烷、乙酸叶醇酯、香叶基丙酮、顺,顺,顺-1,4,6,9-十九碳四烯等物质含量有所减少;苹果小吉丁虫危害植株中1-辛烯-3-醇、十一烷醇、十六烷、鸢尾酯、水杨酸甲酯、4-己烯-1-醇乙酸酯、植酮、反-3-二十烯、(顺,反)-α-法尼烯、芳樟醇、石竹烯等物质含量有所增加,但顺-3-己烯-1-醇、3-己烯醛、乙酸叶醇酯、丁酸-3-己烯酯、α-罗勒烯、α-蒎烯等物质含量有所减少。总体上,与健康对照植株释放的挥发物相比,其他3个处理植株中含量变化比较大的物质主要包括顺-3-己烯-1-醇、3-己烯醛、乙酸叶醇酯、丁酸-3-己烯酯、4-己烯-1-醇乙酸酯、植酮、反-3-二十烯、α-罗勒烯、α-蒎烯、(顺,反)-α-法尼烯、芳樟醇、石竹烯等。与机械损伤植株释放的挥发物相比,茉莉酸甲酯处理植株中的顺-3-己烯-1-醇、2-亚甲基-4-戊烯-1-醇、3-己烯醛、十七烷、丁酸-3-己烯酯、4-己烯-1-醇乙酸酯和香叶基丙酮等物质含量明显减少,而1-辛烯-3-醇、十五烷、壬醛、鸢尾酯、左旋樟脑、植酮、α-罗勒烯和(顺,反)-α-法尼烯等物质含量有所增加;苹果小吉丁虫危害植株上的1-辛烯-3-醇、十五烷、十七烷、壬醛、水杨酸甲酯、鸢尾酯、香叶基丙酮、植酮、芳樟醇等物质含量显著增加,但2-亚甲基-4-戊烯-1-醇、乙酸叶醇酯、4-己烯-1-醇乙酸酯、α-罗勒烯等物质含量显著减少。

图中数字以及百分数分别表示处理间共有挥发物种类数量及占挥发物种类总数的百分比Numbers are amounts of shared volatiles between treatments and percentages to the total number of volatiles图1 4种不同处理之间新疆野苹果植株释放挥发物差异韦恩图Fig.1 Venn diagram of different volatiles released from Malus sieversii tress under four treatments

2.2 不同处理新疆野苹果挥发物含量的主成分分析

由表2可以看出,第1主成分的特征值为21.84,贡献率为37.65%;第2主成分的特征值为13.88,贡献率为23.93%;第3主成分的特征值为11.33,贡献率为19.53%。所提取的3个主成分的累积贡献率达到81.11%,表明这3个主成分解释的信息量涵盖了收集到的58种物质总信息量的81.11%。

表2 因子分析中前3个主成分的特征值与贡献率及方差分析结果Table 2 Eigenvalues and ratios of the first three principal components (PC) in factor analysis and their ANOVA results

注:对所提取的3个主成分得分值进行单因素方差分析,并使用Tukey’s HSD检验比较不同处理间的差异显著性(P<0.05)。表中数据后标不同小写字母表示处理间差异显著。

Notes: One way ANOVA was performed on the three principal components;Tukey’s HSD tests were then used for treatment mean separations (P<0.05);Different lowercase letters indicate significant differences among treatments.

方差分析结果表明,在第1主成分上,机械损伤贡献最大,茉莉酸甲酯处理次之,两者均与其他2个处理之间存在显著差异。在第2主成分上,虫害处理贡献最大,且与其他3组处理之间均差异显著;茉莉酸甲酯处理贡献也较大,显著高于健康对照和机械损伤。在第3主成分上,健康对照贡献最大,与其他3组处理之间均差异显著;茉莉酸甲酯和虫害处理之间差异不显著,但两者均与机械损伤处理差异达到显著水平。

以第1主成分和第2主成分作为x轴和y轴做出58种挥发物的二维分布散点图,结果见图2。由图2可以看出,所有8类物质在4个象限均有分布,但是同一种类的物质基本分布在同一象限, 并聚在一起。其中,萜烯类物质主要分布在第4象限,如反-3-二十烯、α-蒎烯、(顺,反)-α-法尼烯、石竹烯、芳樟醇等;醛类物质在第1和第2象限均有分布,如3-己烯醛、苯甲醛、庚醛、辛醛和十二醛分布在第2象限,壬醛、癸醛和十一醛分布在第1象限;醇类物质在4个象限均有分布,其中顺-3-己烯-1-醇分布在第2象限;烷烃类主要集中分布于第1象限;酯类物质主要集中分布于第1和第2象限,如水杨酸甲酯、乙酸叶醇酯分别分布在第1和第2象限;酮类物质如香叶基丙酮、植酮,分别分布在第3和第1象限。

数字编码1-58对应的化合物见表1The coding of 1-58 in this figure is the same as Table 1图2 新疆野苹果植株挥发物在前2个主成分上的二维分布散点图Fig.2 Scatter plot of different volatiles of Malus sieversii trees based on the first two principal components

从图3可以看出,健康处理和茉莉酸甲酯处理植株处于二维分布图的右下方,且两者距离较近,未出现重叠,表明2组处理在挥发物的种类和含量上虽有共同特点,但也有一定区别。其他2组处理分别处于二维分布图的左下方和右上方,且距离较远,表明两者之间差异十分显著。除机械损伤处理外,其余3个处理均分布在二维分布图的右方,但是三者之间未出现重叠,且有一定的距离,表明3个处理之间都存在一定的差异。

2.3 不同处理新疆野苹果挥发物含量的层次聚类分析

4个不同处理的新疆野苹果植株挥发物组分的层次聚类分析结果(图4) 显示,健康和茉莉酸甲酯处理植株首先聚为一类,然后这2个处理植株和虫害植株聚在一起,最后机械损伤与上述3个处理聚在一起。这表明前2种处理在挥发物的种类和含量方面最为相似,而其与后2种处理之间则存在较大差异。

1,2,3代表健康植株;4,5,6代表机械损伤植株;7,8,9代表茉莉酸甲酯处理植株;10,11,12代表苹果小吉丁虫危害植株1,2,and 3 stand for control trees;4,5,and 6 stand for trees with mechanical damage;7,8,and 9 stand for trees under MeJA treatment; 10,11,and 12 stand for trees under Agrilus mali damage.The same below图3 4种处理新疆野苹果植株在第1、2主成分上的二维分布散点图Fig.3 Scatter plot of four different treatments based on first two principal components

图4 基于4种处理野苹果挥发物的层次聚类图Fig.4 Hierarchical cluster diagram of Malus sieversii trees of four different treatments

3 讨 论

外界条件诱导产生的寄主植物挥发物在害虫对寄主植物的定位、选择及植物间接防御过程中可能扮演着重要角色[23-25]。本试验结果表明,野苹果受到机械损伤后的特有挥发物有2-亚甲基-4-戊烯-1-醇和(顺,反)-2-丁烯酸-3-己烯酯。其中,前一种物质发生于受伤的植物叶片中,对光肩星天牛(AnoplophoraglabripennisMotschulsky)有一定的驱避作用[26-27];后一种物质(即丁烯酸己烯酯)能导致白蜡窄吉丁产生强烈的触角电位反应,并对该虫有一定吸引作用[28]。茉莉酸甲酯诱导产生的特有挥发物左旋樟脑能对蛀干害虫如光肩星天牛、桑天牛(AprionagermariHope)等的生长发育产生一定的负面影响[29]。苹果小吉丁虫危害诱导产生的特有挥发物十一烷醇可以作为性信息素增效剂提高对梨小食心虫(Grapholitamolesta)的诱捕效果[30]。仅在茉莉酸甲酯和虫害处理中释放的挥发物邻伞花烃,对专性害虫咖啡潜叶蛾(LeucopteracoffeellaGuérin-Méneville)在咖啡上的产卵具有一定的诱导效果[31]。

除导致特有挥发物的产生和释放外,不同的诱导方式还能引起一些挥发物释放浓度的变化。例如,与健康对照植株释放的挥发物相比,受到机械损伤的植株释放的顺-3-己烯-1-醇的相对含量在数值上略有增加。有研究表明,该物质对苹果小吉丁虫的同属害虫白蜡窄吉丁有较好的引诱效果[32]。与健康对照植株释放的挥发物相比,乙酸叶醇酯和香叶基丙酮在茉莉酸甲酯处理植株中相对含量显著减少,而这2种物质对花椒窄吉丁(AgriluszanthoxylumiHou)和光肩星天牛分别有明显的驱避作用[33-34]。与健康对照植株释放的挥发物相比,在受到机械损伤和苹果小吉丁虫危害的植株中,α-罗勒烯和α-蒎烯的释放量有一定减少,但在茉莉酸甲酯处理植株中有一定增加。有研究表明,α-罗勒烯对光肩星天牛有显著的驱避作用[35],α-蒎烯在一定浓度时对光肩星天牛具有明显的引诱作用[36]。与健康对照植株释放的挥发物相比,芳樟醇和(顺,反)-α-法尼烯在机械损伤处理植株中的相对含量有所减少,在茉莉酸甲酯处理和苹果小吉丁虫危害植株中的相对含量有所增加。有证据显示,这2种物质对白蜡窄吉丁和苹果蠹蛾(CydiapomonellaL.)分别有强烈的引诱效果[22,37]。与健康对照植株释放的挥发物相比,其他3个处理收集到的新物质石竹烯不仅能引起花椒窄吉丁强烈的触角电位反应,而且在一定浓度时对花椒窄吉丁有驱避作用[33]。与机械损伤处理植株释放的挥发物相比,壬醛在茉莉酸甲酯处理植株和苹果小吉丁虫危害植株中的相对含量有所增加。有研究表明,壬醛在一定浓度时对松墨天牛(MonochamusalternatusHope)具有明显的引诱效果[38]。因此,不同处理诱导下上述特有挥发物或相对含量发生明显改变的挥发物,在苹果小吉丁虫的寄主植物定位、产卵地点选择或求偶等行为中可能发挥重要作用。这些物质的具体化学通讯功能需要在今后的行为生测、触角电位及相关田间试验中进行深入探讨,这将为利用这些物质研发针对苹果小吉丁虫的高效引诱剂或驱避剂以及绿色治理策略奠定基础。

另外,与健康对照植株释放的挥发物相比,水杨酸甲酯和芳樟醇在受到机械损伤后相对含量有所减少,但在受到苹果小吉丁虫危害后相对含量有所上升。有研究表明,前一种物质对二点叶螨(TetranychusurticaeKoch)的捕食性天敌智利小植绥螨(PhytoseiuluspersimilisAthias-Henriot)具有明显的吸引作用[39],而后一种物质对水稻害虫褐飞虱(NilaparvatalugensStal)的寄生性天敌稻虱缨小蜂(AnagrusnilaparvataePang & Wang)具有强烈的引诱作用[40]。此外,与健康对照植株释放的挥发物相比,一些烷烃如十五烷和十七烷等在机械损伤植株中含量显著减少。有研究表明,十五烷对捕食性天敌拟环纹豹蛛(Pardosapseudoannulata)有引诱效果[41]。因此,上述物质可能在野苹果树的间接防御中发挥一定作用,而机械损伤处理比茉莉酸甲酯或虫害处理可能更容易诱导野苹果树释放能吸引自然天敌的挥发物。如果这些物质在野苹果树-苹果小吉丁虫-自然天敌系统中的功能得到证实,机械损伤处理这种简单易行的办法便可能用于增强野果林中苹果小吉丁虫的自然控制。

4 结 论

本研究通过顶空-固相微萃取技术,对不同处理条件下新疆野苹果植株挥发物的释放情况进行了GC-MS分析,结果表明,总共收集到不同种类的挥发物58种,其中4种不同处理共有的挥发物有18种,健康植株特有的挥发物共3种,机械损伤植株和茉莉酸甲酯处理植株特有的挥发物均为5种,虫害植株特有的挥发物共4种。与健康对照植株释放的挥发物相比,其他3个处理总共收集到了21种新物质。机械损伤、茉莉酸甲酯处理及虫害处理等外界因素会导致新疆野苹果树体内挥发性化合物组分在含量和物质种类上发生明显改变,尤其是醇类、酯类和萜烯类物质的变化。例如顺-3-己烯-1-醇在健康对照植株体内含量较高,但是在茉莉酸甲酯和虫害处理植株体内却未检测到。此外,与健康对照植株释放的挥发物相比,茉莉酸甲酯处理和小吉丁危害植株上3-己烯醛和乙酸叶醇酯等物质含量显著减少,(顺,反)-α-法尼烯和芳樟醇等物质含量有所增加,这些物质与新疆野苹果树-苹果小吉丁虫-天敌的三级营养关系和植物诱导化学防御等可能有紧密联系。通过因子分析法提取的3个主成分总共解释了处理之间挥发物变化的81.11%。通过系统聚类分析,可以将4种不同处理分为不同的类别,茉莉酸甲酯处理植株与健康植株聚为一类,机械损伤植株和虫害植株各自归为一类。聚类结果与4种不同处理间的主成分二维分布图结果一致,2种不同的数据分析方法可以从不同的角度对原始数据进行更深层次的剖析,为开发更加有效的植物源引诱剂和驱避剂、更好地防治此类害虫提供了相关理论及科学依据。

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