多孔横沟象寄主油橄榄枝条及树皮挥发物成分分析

王保新　杨　伟　方　睿　肖前刚　张　俊　李卓苗

多孔横沟象寄主油橄榄枝条及树皮挥发物成分分析

王保新1,2杨伟1方睿1肖前刚2张俊2李卓苗3

（1.四川农业大学林学院四川成都611130；2.成都市农林科学院四川成都611130；3.广西师范大学生命科学学院广西桂林541006）

揭示多孔横沟象对寄主植物油橄榄的选择机制，能为筛选对多孔横沟象具有生物活性的植物源引诱剂以实现对该虫的生态控制提供理论指导。研究采用顶空固相微萃取（HS-SPME）结合气质联用（GC-MS）技术，测定分析油橄榄枝条和树皮中各挥发性化合物的相对含量。结果表明：油橄榄枝条和树皮中的挥发性成分主要是萜烯类、烃类、芳香族化合物、醇类、醛类、酮类、酯类和杂环化合物8类106种挥发性化合物，其中枝条有8类67种，树皮有8类59种；油橄榄枝条和树皮中主要的挥发性成分均为烃类、萜烯类和醇类，此三类物质在枝条和树皮中的相对含量分别为63.02%和65.05%；油橄榄枝条和树皮含有的相同挥发性成分有20种，主要为烃类和醇类。研究结果可为筛选出对多孔横沟象具有引诱活性的植物挥发物成分提供理论基础，有助于进一步利用该活性成分开发植物源引诱剂。

多孔横沟象；油橄榄；枝条；树皮；挥发物成分

准确定位寄主植物对于植食性昆虫补充营养和选择合适的产卵场所是至关重要的，而在植物与植食性昆虫之间的化学通信中起决定性作用的物质是植物的挥发性气味成分[1]。随着化学生态学和昆虫行为生态学的发展，利用植物挥发性活性成分研发植物源引诱剂用于虫害防控成为热点[2-3]，尤其是对隐蔽性强、危害性大的蛀干害虫的监测和防治意义重大[4]。

多孔横沟象（Roelofs）属鞘翅目（Coleoptera）象甲科（Curculionidae）魔喙象亚科（Molytinae），分布于日本九州[5]及我国山东、台湾、福建、浙江、四川、甘肃、广西、云南、江西等地，主要为害油橄榄（）、苦楝（）、桃（）、东亚女贞（）、日本女贞（）、水蜡（）和洋白蜡（）等[5-7]，在四川、甘肃等油橄榄种植区内为害日益严重[8]。薛正等通过对近缘种进行比较发现，我国分布较广的大粒横沟象（MatsumuraetKono）实为多孔横沟象，大粒横沟象为多孔横沟象的异名[9]。多孔横沟象成虫行动迟钝，飞行能力弱，羽化出孔后有补充营养习性，以取食枝条为主，喜选择近基部树干产卵，偶见于近地粗根处产卵[10]。

目前，针对多孔横沟象的防治研究较少，尚无针对寄主植物挥发物成分的相关研究。油橄榄（）作为世界闻名的优质木本油料树种，在四川乃至全国栽种面积逐年增加，油橄榄产业呈快速增长态势[11]。但在栽培过程中，以多孔横沟象为代表的蛀干害虫发生最为严重，防治极其困难，已严重制约油橄榄产业发展[12]。本研究采用顶空固相微萃取（HS-SPME）结合气质联用（GC-MS）技术，测定多孔横沟象寄主油橄榄取食部位（枝条）和产卵部位（树皮）的挥发性成分，以期为揭示多孔横沟象寄主定位机制提供理论依据，为筛选对多孔横沟象具有引诱活性的挥发物成分，开发植物源引诱剂，实现对该虫的生态控制提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 供试材料

2020年4月，在成都市农林科学院温江园区油橄榄基地内采集油橄榄健康植株的枝条和近基部的树皮。枝条选择：选择长势良好，无病虫害、无霉变的健康植株的新鲜嫩枝。树皮选择：选择树皮色泽较好，无病虫害、无霉变、无裂缝和刻槽，且新鲜健康的油橄榄树皮。样品采集后带回实验室，洗净沥干，粉碎待用。

1.2 仪器设备

选用UltraGCMS-QP2010气相色谱-质谱联用仪（GC-MS），日本岛津公司；AgilentJ&WScientificDB-5MS超高惰性气相色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），美国安捷伦公司；SupelcoStableflex固相微萃取头（SPME）（50/30 μmDVB/CAR/PDMS），美国Supelco公司等。

1.3 测定方法

1.3.1 挥发物成分萃取

油橄榄枝条及树皮挥发物成分萃取参照卓志航等[13]的方法。取粉碎后的样品5 g置于15 mL顶空进样瓶中密封，60 ℃条件下平衡30 min后，将SPME手柄顶端的萃取头插入进样瓶，吸附50 min后取出萃取头。

1.3.2 挥发物成分分析

用GC-MS对上述萃取出的植物挥发物进行成分分析，分析方法参照卓志航等[13]的方法并进行优化改进。将上述吸附后的萃取头插入GC-MS的气相色谱进样口，推出纤维头，进样口温度为250 ℃，解析3 min。GC条件：分流比10∶1，载气为高纯氦气，流速为1 mL/min。升温程序：35 ℃保持2 min，以2 ℃/min升至100 ℃保持2 min，以10 ℃/min升至200 ℃保持5 min。MS条件：接口温度280 ℃，四级杆温度为150 ℃，离子源温度220 ℃，电离方式为EI；离子化能量70 eV；质量扫描范围50 amu～550 amu。

样品放入顶空进样瓶前，在上述同样条件下对顶空进样瓶进行挥发性成分检测，即检测顶空进样瓶空瓶中的挥发物质作为对照，以除去杂质干扰。

1.4 数据分析

将检测到的挥发性化合物与NIST.14 library进行匹配，对匹配度大于800（最大值为1 000）的鉴定结果予以确认，并以峰面积归一化法确定各化合物的相对含量。

2 结果与分析

2.1 挥发物成分统计

通过GC-MS分析并除去空瓶中的杂质，结果如表1、表2所示，油橄榄枝条和树皮中共有8类106种挥发物，其中，萜烯类22种，烃类36种，芳香族化合物8种，醇类18种，醛类6种，酮类6种，酯类4种，杂环化合物6种。油橄榄枝条和树皮中主要成分均为烃类、萜烯类和醇类，其他类物质较少。

表1　油橄榄枝条的挥发性成分及相对含量

续表1油橄榄枝条的挥发性成分及相对含量

序号保留时间/min化学名称CAS号相对含量/%物质种类 2221.766顺式-桧烯17699-16-01.09萜烯 2322.331壬醛124-19-61.01醛类 2424.6664-(1-甲基乙基)-1-甲基-环乙烯醇619-62-50.78醇类 2527.1284-萜烯醇562-74-32.46醇类 2633.135(Z)-2-癸烯醛2497-25-80.9醛类 2734.2352,5,5,8a-Tetramethyl-3,4,4a,5,6,8a-hexahydro-2H-chromene72746-44-20.68杂环化合物 2834.561(2.alpha.,4a.alpha.,8a.alpha.)-3,4,4a,5,6,8a-hexahydro-2,5,5,8a-tetramethyl-2H-1-Benzopyran41678-32-40.54杂环化合物 2934.875茶香螺烷36431-72-82.45杂环化合物 3038.1446-cyclohexyl-Dodecane13151-86-50.72萜烯 3139.2421,3,4,5,6,7-hexahydro-2,5,5-trimethyl-2H-2,4a-Ethanonaphthalene32391-44-90.93萜烯 3239.3872-甲基四癸烷1560-95-81.4烃类 3339.744β-榄香烯515-13-90.96萜烯 3439.8283-亚甲基十三烷19780-34-80.49烃类 3539.8884-(2,2-二甲基-6-亚甲基环己基)-2-丁酮13720-12-20.91酮类 3640.0551-十三烯2437-56-10.47烃类 3740.1766-丙十三烷55045-10-81.14烃类 3840.355α-柏木烯469-61-40.51萜烯 3940.4801-石竹烯87-44-50.95萜烯 4040.851罗汉柏烯470-40-60.65萜烯 4140.951香柠檬烯17699-05-70.88萜烯 4241.197双环[2.2.2]辛烷-2-酮2716-23-65.3酮类 4341.3083-甲基十四烷18435-22-80.67烃类 4441.3721-环戊基-癸烷1795-21-70.99烃类 4541.475(E)-β-金合欢烯28973-97-90.99萜烯 4641.5522,6,10,15-四甲基十七烷54833-48-60.62烃类 4741.6862,6,10-三甲基十三烷3891-99-41.56烃类 4841.7961,2,3,4,4a,5,6,7-八氢-4a,8-二甲基-2-(1-异丙烯基)-萘103827-22-12.3芳香族化合物 4942.010马兜铃烯26620-71-32.9萜烯 5042.083β-瑟林烯17066-67-03.7萜烯 5142.172trans-Sesquisabinenehydrate145512-84-11.26醇类 5242.6821,2,3,5,6,8a-六氢-4,7-二甲基-1-(1-异丙烯基)-萘16729-01-41.83芳香族化合物 5342.755β-杜松烯523-47-71.16萜烯 5442.9572,6,10,14-四甲十六烷638-36-81.48烃类 5543.040正三十一烷630-04-61.06烃类 5643.3052-环己十二烷13151-82-11.5烃类 5743.4654-chlorooctahydro-2,4-Methano-1H-indene98640-25-63.73杂环化合物 5843.6083-甲基十五烷2882-96-41.68烃类 5943.9401-十六烷醇36653-82-40.55醇类 6044.136柏木醇77-53-21.96醇类

续表1油橄榄枝条的挥发性成分及相对含量

序号保留时间/min化学名称CAS号相对含量/%物质种类 6144.3071,2,3,4,4a,5,8,9,12,12a-decahydro-1,4-Methanobenzocyclodecene74708-73-94.6烃类 6244.817环戊十一烷6785-23-51.17烃类 6344.896α-香附酮473-08-51.21酮类 6444.990顺式环十二烯1486-75-50.68烃类 6545.210红没药醇515-69-51.32醇类 6645.295十三醇112-70-90.62醇类 6748.218棕榈酸甲酯112-39-01.74酯类

表2　油橄榄树皮的挥发性成分及相对含量

续表2油橄榄树皮的挥发性成分及相对含量

序号保留时间/min化学名称CAS号相对含量/%物质种类 2939.2854-异丙基苯甲酸甲酯20185-55-10.51酯类 3039.5524,5-二甲基十一烯17312-82-21.06烃类 3139.761(1S,5S)-2-Methyl-5-((R)-6-methylhept-5-en-2-yl)bicyclo[3.1.0]hex-2-ene159407-35-90.74烃类 3239.8223-亚甲基十三烷19780-34-81.83烃类 3339.8444-(2,2-二甲基-6-亚甲基环己基)-2-丁酮13720-12-21.3酮类 3440.135长叶烯475-20-73.32萜烯 3540.947反式-香柠檬烯13474-59-40.82萜烯 3641.1566-甲基十三烷13287-21-30.77烃类 3741.3053-甲基十四烷18435-22-81.01烃类 3841.366己基环戊烷4457-00-53.35烃类 3941.583甲基丙烯酸异冰片酯7534-94-31.7酯类 4041.6812,6,10-三甲基十三烷3891-99-40.85烃类 4142.004α-姜黄烯644-30-40.82萜烯 4242.075雅榄蓝烯10219-75-71.57萜烯 4342.298十五烯13360-61-73.03烃类 4442.414Cyclopropanecarboxylicacid, 1-hydroxy-, (2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl) ester108546-75-42.58芳香族化合物 4542.804Β-倍半水芹烯20307-83-91.25萜烯 4642.9542,6,10,14-四甲十六烷638-36-81.49烃类 4743.1914-乙基十四烷55045-14-20.53烃类 4843.2412,4-二甲基庚烷2213-23-20.72烃类 4943.3022-环己十二烷13151-82-11.04烃类 5043.50511-(1-ethylpropyl)-Heneicosane55282-11-61.62烃类 5143.6063-甲基十五烷2882-96-42.02烃类 5243.827(3,3-二甲基戊基)-环己烷61142-22-11.3烃类 5344.134柏木醇77-53-21.28醇类 5444.694降姥鲛烷3892-00-00.82烃类 5544.813环戊十一烷6785-23-50.9烃类 5644.994E-7-十四醇37011-95-31.01醇类 5745.1311,2,3,4-tetramethoxy-5-(2-propenyl)-Benzene15361-99-61.6芳香族化合物 5847.0646,10,14-三甲基-2-十五烷酮502-69-21.44酮类 5948.216棕榈酸甲酯112-39-02.37酯类

2.2 取食部位挥发物成分分析

由表1可以看出，油橄榄枝条共含有8类67种挥发性成分，分别是烃类18种，相对含量为23.15%；萜烯类16种，相对含量为25.27%；醇类13种，相对含量为14.60%；酮类5种，相对含量为10.90%；醛类4种，相对含量为9.34%；酯类2种，相对含量为2.49%；芳香族化合物3种，相对含量为4.76%；杂环化合物6种，相对含量为9.49%。这说明油橄榄枝条的挥发性成分中烃类最多，萜烯类次之，酯类最少。而相对含量萜烯类最高，烃类次之，酯类含量最低。

2.3 产卵部位挥发物成分分析

由表2可以看出，油橄榄树皮共含有8类59种挥发性成分，分别是烃类27种，相对含量为43.11%；萜烯类7种，相对含量为10.24%；醇类8种，相对含量为11.70%；酮类3种，相对含量为3.67%；醛类3种，相对含量为10.85%；酯类3种，相对含量为4.58%；芳香族化合物5种，相对含量为7.98%；杂环化合物3种，相对含量为7.87%。这说明油橄榄树皮的挥发性成分中烃类最多，醛类次之，酯类、醛类、酮类以及杂环化合物最少。而相对含量烃类最高，醇类次之，酮类含量最低。

2.4 油橄榄枝条和树皮挥发物成分比较分析

对比表1、表2可以看出，油橄榄枝条和树皮含有的相同挥发性成分有7类20种，其中烃类9种，包括2-甲基四癸烷、3-亚甲基十三烷、1-十三烯、3-甲基十四烷、2,6,10-三甲基十三烷、2,6,10,14-四甲十六烷、2-环己十二烷、3-甲基十五烷和环戊十一烷；醇类3种，包括乙醇、异戊醇和柏木醇；杂环化合物3种，包括2,5,5,8a-Tetramethyl-3,4,4a,5,6,8a-hexahydro-2H-chromene、(2.alpha.,4a.alpha.,8a.alpha.)-3,4,4a,5,6,8a- hexahydro-2,5,5,8a-tetramethyl-2H-1-Benzopyran和茶香螺烷；酮类2种，包括5-甲基-3-庚酮和4-(2,2-二甲基-6-亚甲基环己基)-2-丁酮；萜烯类、醛类和酯类各1种，分别是6-cyclohexyl-Dodecane、壬醛和棕榈酸甲酯。油橄榄枝条与树皮的相同挥发性成分，占油橄榄枝条挥发物成分种类的29.85%，占油橄榄枝条挥发物成分相对含量的23.58%；占油橄榄树皮挥发物成分种类的33.90%，占油橄榄树皮挥发物成分相对含量的44.65%。

3 结论与讨论

3.1 活性物质的选择

本研究通过HS-SPME结合GC-MS技术，测定了多孔横沟象寄主植物油橄榄枝条和树皮的挥发性物质成分，共发现萜烯类、烃类、芳香族化合物、醇类、醛类、酮类、酯类、杂环化合物等8类106种挥发性物质，根据余武秀编译的《化学信息素及其在害虫防治中的潜在应用》，昆虫在栖息地定位、寄主定位和接受阶段、产卵阶段中起重要作用的化学信息素主要来自寄主，主要的种类包括醛类、醇类、含硫化合物、酯类、萜烯类和杂环芳香族化合物[14]。本研究测出的油橄榄枝条和树皮的挥发物中相对含量较高的是醛类、醇类、酯类、萜烯类和杂环芳香族化合物，可用于后续引诱活性测定试验。

3.2 挥发性物质作用预测

寄主植物的挥发性成分对植食性昆虫的寄主定向行为、补充营养和产卵等行为场所的选择起着重要作用[15]。油橄榄枝条和树皮中的挥发性物质势必以特定的配方对多孔横沟象取食和产卵行为起着调控作用[16]。萜烯类、醇类、醛类和酯类都是常见的植物挥发性物质，也是影响昆虫定位补充营养寄主和产卵寄主的关键物质[14]。如α-蒎烯对北美家天牛（）、松墨天牛（）具有较强的引诱活性[13]，(Z)-3-己烯-1-醇对未交配云斑天牛雌、雄虫有明显的引诱作用[17]，牧草盲蝽（）不同寄主的挥发物中，壬醛、金合欢烯、α-蒎烯、1-石竹烯、乙酸顺式-3-己烯酯等对牧草盲蝽有引诱作用[18]。油橄榄枝条挥发物中特有的诸如萜品烯、1-辛烯-3-醇、4-萜烯醇、正己醛和异硫氰酸酯等物质推测可能是多孔横沟象雌雄成虫定位取食部位的关键性物质。产卵寄主挥发物成分中一般含有对雌成虫产卵具有引诱作用的物质[19]。如苗昌见研究发现烟草挥发物中的烟碱、壬醛、γ-萜品油烯、萘在特定浓度下对烟夜蛾雌成虫有显著的产卵引诱作用[20]；桔小实蝇的3种寄主果实中共有的挥发物成分β-石竹烯在低浓度下对桔小实蝇雌成虫具有引诱作用[21]。油橄榄树皮挥发物中特有的诸如左旋樟脑、1-辛醇、α-松油醇、甲基丙烯酸异冰片酯、环辛四烯等物质推测可能是多孔横沟象雌成虫定位产卵部位的关键性物质。而油橄榄枝条和树皮挥发物中相同的成分物质可能是寄主植物中调节植食性昆虫行为的一般性物质，这在云斑天牛补充营养寄主小果蔷薇（）和野蔷薇（）挥发性成分以及核桃（）树皮及树叶挥发性成分研究中也有类似报道[13,16]。

4 结语

本研究测定了多孔横沟象的寄主植物油橄榄枝条（取食部位）和树皮（产卵部位）的植物挥发物成分及相对含量，可为筛选对多孔横沟象具有引诱活性的植物挥发物成分，进一步开发植物源引诱剂提供理论基础，但挥发物中对多孔横沟象补充营养及产卵行为具有调控作用的具体物质成分和配比，仍需开展进一步的研究和验证。

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