長(zhǎng)白山紅松林針葉次生代謝產(chǎn)物研究

1、    長(zhǎng)白山紅松林針葉次生代謝產(chǎn)物研究    劉雨林 張?zhí)m 王元興 任炳忠 王寅亮摘 要：紅松是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)樹種，近年來由于長(zhǎng)白山地區(qū)紅松病蟲害的發(fā)生較為嚴(yán)重，因而抗蟲樹種的選育顯得尤為重要。該研究對(duì)長(zhǎng)白山地區(qū)露水河鎮(zhèn)紅松種子園中4個(gè)小區(qū)的紅松針葉揮發(fā)物進(jìn)行了氣味采集分析，結(jié)果顯示，在4個(gè)小區(qū)共采集到17種共有的揮發(fā)物成分，但含量有所不同。通過對(duì)紅松針葉揮發(fā)物的分析，結(jié)合化合物的本身抗蟲特性，為紅松抗蟲品種的選育提供了新的思路。關(guān)鍵詞：紅松針葉;gc-ms;揮發(fā)物s79 a 1007-7731（2019）20-0028-04abstract：pinu

2、s koraiensis is an important economic tree species in china. in recent years，it has been found that the red pine pests and diseases in changbai mountain area are more serious，and the breeding of insect-resistant tree species is particularly important.in this study，the odor collection and analysis of

3、 the volatiles of pinus koraiensis needles in four communities in the hongsong seed garden of lushuihe town，changbai mountain area were carried out.the results showed that 17 common volatile components were collected in 4 plots，but the contents were different.this study provides a new idea for the b

4、reeding of pinus koraiensis insect-resistant varieties by analyzing the volatiles of pinus koraiensis needles and combining the insect resistance characteristics of the compounds themselves.key words：red pine needles;gc-ms;volatile1 引言紅松（pinus koraiensis）為常綠喬木，隸屬于松科（pinaceae）松屬（pinus）1，廣泛分布于我國(guó)東北地區(qū)，朝

5、鮮半島及俄羅斯遠(yuǎn)東等地區(qū)，是重要的木材和堅(jiān)果生產(chǎn)物種之一2。在我國(guó)，主要生長(zhǎng)于長(zhǎng)白山地區(qū)3，是東北3省用材林的重要后備資源4。紅松的果實(shí)、松仁中含有豐富的粗纖維、粗蛋白以及各種不飽和脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是人體內(nèi)蛋白質(zhì)（氨基酸）和油（脂肪酸）的營(yíng)養(yǎng)來源5-6，可以為人體提供常見的必需脂肪酸，是一種男女老少喜食、美容養(yǎng)顏、延緩衰老、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的堅(jiān)果類食物，并且具有降低膽固醇、抗癌等藥用價(jià)值7-11。紅松常見的病害有紅松皰銹病、紅松爛皮病、紅松立枯病，常見的蟲害有紅松球蚜、松梢螟以及落葉松毛蟲12-14。在生態(tài)系統(tǒng)中，綠色植物是能量的初級(jí)生產(chǎn)者，對(duì)于其他營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物能量獲取均依賴于它。為了克服綠色植

6、物無法移動(dòng)的限制，并且滿足繁衍后代的需要，綠色植物與植食性昆蟲之間形成了極為密切，互惠共生的聯(lián)系15-17。昆蟲通過寄主植物揮發(fā)出來的信息化合物，來尋找可食物質(zhì)和產(chǎn)卵棲息地;植物也可以通過產(chǎn)生大量的次生性化學(xué)物質(zhì)即揮發(fā)物，來對(duì)取食的昆蟲產(chǎn)生拒避或吸引的作用18。植物葉片揮發(fā)物在對(duì)昆蟲的各種行為可以產(chǎn)生很大的影響，并且在害蟲的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和其綜合防治的過程當(dāng)中也發(fā)揮著不可忽視的作用。彭璐等研究表明，紅松針葉葉片中的揮發(fā)性物質(zhì)與病蟲害有著直接的聯(lián)系。例如，在遭受松梢象危害后，健康的紅松枝干上的針葉揮發(fā)物與被危害的枝干上的針葉揮發(fā)物在組分和含量上存在著顯著的差異19-20。通過對(duì)寄主植物葉片揮發(fā)物的研究

7、，從化學(xué)生態(tài)學(xué)的角度出發(fā)，不僅有助于更好地理解和調(diào)節(jié)害蟲群落動(dòng)態(tài)的因素，也有助于紅松抗蟲品種的選育21。2 材料與方法2.1 試驗(yàn)材料2.1.1 供試材料 長(zhǎng)白山紅松種子園內(nèi)的紅松。2.1.2 試驗(yàn)林概況 紅松試驗(yàn)林位于吉林省白山市撫松縣露水河鎮(zhèn)國(guó)家級(jí)紅松良種基地（緯度：42°2742°28n、經(jīng)度：127°46127°47e）。氣候?yàn)闇貛Ъ撅L(fēng)性氣候，海拔0.70.8km，土壤暗棕色，十分適宜紅松的生長(zhǎng);年平均氣溫4，無霜期110d，全年降水充沛，降水量為800mm，年水分蒸發(fā)量為1058mm，年平均日照時(shí)數(shù)2353h。試驗(yàn)林采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3m2

8、為1個(gè)小區(qū)，每小區(qū)共有4株紅松，植株之間左右間隔1.5m，前后間隔2m。2.2 試驗(yàn)方法2.2.1 紅松針葉的采集 2017年6月，在露水河鎮(zhèn)紅松試驗(yàn)林中隨機(jī)選擇4個(gè)小區(qū)，分別為2、6、9、14，對(duì)每個(gè)小區(qū)的34株植株進(jìn)行采樣，采樣信息見表1。采樣時(shí)，用干凈的剪刀剪下紅松針葉，將針葉放入取樣袋中，樣本量約占取樣袋總體積的2/3。將袋中空氣排走，做好標(biāo)記，冰上保存待測(cè)。2.2.2 紅松針葉揮發(fā)物的測(cè)定 取樣完成后，迅速將取樣袋中紅松針葉樣本送到中國(guó)科學(xué)院應(yīng)用化學(xué)研究所，對(duì)葉片揮發(fā)物進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜法（gc-ms）檢測(cè)。得到4個(gè)小區(qū)不同個(gè)體針葉所有揮發(fā)物的具體成分、出峰時(shí)間及含量的數(shù)據(jù)。10zh

9、en yw，zhi rn. effects of unsaturated fatty acids of pinus koraiensis on lipid metabolism and brain function in obese rats j.acta nutrimenta sinica，2008，30：547-550.11su x-y，wan z-y，liu j-r. in vitro and in vivo antioxidant activity of pinus koraiensis seed extract containing phenolic compounds j.food

10、 chemistry，2009，117： 681-686.12bae sw，hwang j，lee st，etal. changes in soil temperature，moisture content，light availability and diameter growth after thinning in korean pine （pinus koraiensis） planta-tion j.korean for soc 99（3）：397-403.13曲楊.紅松皰銹病的主要危害及防治措施j.中國(guó)林副特產(chǎn)，2018（05）：50-51.14宋晉軍.紅松林常見病蟲害防治j.吉林農(nóng)

11、業(yè)，2019（15）：85.15欽俊德.昆蟲與植物關(guān)系的研究進(jìn)展和前景j.動(dòng)物學(xué)報(bào)，1995（01）：12-20.16dicke m. chemical ecology of host-plant selection by herbivorous arthropods：a multitrophic perspec-tive j.biochemical systematics and ecology，2000，28（7）：601-617.17vet l e m. from chemical to population ecology：in-fochemical use in an evoluti

12、onary context j.journal of chemical ecology，1999，25（1）：31-49.18李欣，白素芬.寄主植物-植食性昆蟲-天敵三重營(yíng)養(yǎng)關(guān)系中化學(xué)生態(tài)學(xué)的研究進(jìn)展j.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，37（3）： 224-232.19彭璐，盛平友，姜瑞鳳，等.松梢象危害前后紅松揮發(fā)性物質(zhì)的變化j.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，37（07）：99-101.20姜國(guó)云，蔣路平，宋雙林，等.紅松半同胞家系遺傳變異分析及果材兼用優(yōu)良家系選擇j.植物研究，2018，38（05）：775-784.21deng jie，yu hong-jun，li yun-yun，et al.

13、 leaf volatile compounds and associated gene expression during short-term nitrogen deficient treatments in cucumis seedlingsj.international journal of molecular sciences，2016，17（11）.22張季林，魏惠珍，張潔.-石竹烯生物學(xué)功能的研究進(jìn)展j.山東醫(yī)藥，2018，58（38）：110-112.23向玉勇，劉同先，張世澤.植物揮發(fā)物在植食性昆蟲寄主選擇行為中的作用及應(yīng)用j.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（28）：92-9424chénier j v，philogène b j. field responses of certain forest coleoptera to conifer monoterpenes and ethanolj.journal of chemical ecolog