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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响


福建农林大学 硕士学位论文 温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响 姓名:田厚军 申请学位级别:硕士 专业:生物化学与分子生物学 指导教师:尤民生;杨广 20090401





植物次生物质在植物的化学防御和植食性昆虫行为的协同进化上起着非常
重要的作用,对害虫具有成虫趋避、产卵趋避、幼虫拒食或毒杀等活性。温度 作为植物生长发育过程重要的环境因子,可以调节植物的次生代谢。因此,本文

从温度的角度研究十字花科蔬菜一四九菜心挥发性物质释放及其对小菜蛾生物 学特性的影响,对全球气候变化情况下的害虫控制具有理论指导的意义。
研究结果表明,除15℃外,正常菜心和虫害菜心释放挥发物的量总的趋势 是随着温度的升高而增加;虫害菜心释放挥发物的量与正常菜心比较都有所降 低,尤其是在20℃和25℃下有显著性下降。在不同温度下虫害后烷烃类、萜烯

类、酯类、醇类、酚类物质的总量都显著下降,但是虫害后烷烃类和酯类物质 的含量却是增加的。除了在35℃下虫害菜心有少量的醛类物质出现,其余温度
下仅在正常菜心出现且在25℃含量最高。在15℃下菜心受害前后酚类物质尤其 是2,6.二叔丁基.4一甲基苯酚的峰面积和含量较高,而其余温度下则都很低。在

不同温度下菜心虫害后释放邻苯二甲酸二异丁酯的量都显著下降,但是虫害后 其百分含量却是增加的。在30℃下虫害后萜烯类物质量和含量都显著增加,其
余温度下均有所减少。根据文献报道大多数萜烯类物质具有生物活性,而本研

究结果是在不同温度下正常菜心和虫害菜心释放的萜烯类物质较烷烃类物质不 仅种类少而且含量低。此外,萜烯类物质的峰面积和含量也呈现出无规律变化。
虫害菜心挥发物对小菜蛾雄虫的引诱量较正常菜心有所减少,雌虫也是如 此。说明虫害菜心营养物质的改变对小菜蛾产生了微弱的拒避作用。从虫害菜 心对小菜蛾的拒避作用来看,雌虫的敏感性要高于雄虫。而虫害菜心挥发物对 盘绒茧蜂雄蜂的引诱量较正常菜心显著增大,雌蜂也是如此。说明虫害菜心挥 发物对盘绒茧蜂有了显著的引诱作用。从虫害菜心气味对盘绒茧蜂的引诱作用 来看,雌蜂敏感性要高于雄蜂。正常菜心对小菜蛾的引诱量在25。C达到最大; 虫害菜心挥发物对盘绒茧蜂的引诱量在30℃时达到最大。 本研究有助于了解挥发性物质的活性成分,明确温度胁迫下蔬菜、小菜蛾和 盘绒茧蜂之间的协同进化,进一步揭示植物.害虫.天敌之间相互作用的机理,为 在全球气候变暖情况下的害虫综合治理提供新的思路。 关键词:小菜蛾;盘绒茧蜂;四九菜心;温度;挥发物;定向行为

III

Abstract Semiochemicals(SC)of plants play
between chemical defence of
an

important

role

on

the CO—evolution

plants

and behavior of phytophagous insects.SC could

protect cruciferous vegetables,including different ways,repelling of insect pests away from the plant,deterring egg laying of adults,hamperring feeding of larvae,and insect death after feed toxicity.Temperature is and development of of

an important

environment factor in growth

plants
on

which effecting could regulate the secondary metabolism

plants.We

studied

the release of volatiles of cruciferous vegetable Brassica

parachinensis Bariley and their xylostella Linnaeus
to

impact

on

biological control

characteristics of Plutella in

optimize

integrated

of the pest

the

view of

warming-up of the global climate.
The result showed that the overall trend of volatile compounds increased in

amount

with the increase of temperature in intact

and

herbivored B.parachinensis

except at 1 5"C.Plants damaged by diamondback moth larvae produced less volatiles in amount

than

the intact

plants

at all test temperatures

between

1 5"C and 35"C, of hydrocarbon,

especially decreased significantly at 20"C terpene,ester,alcohol herbivored

and 25"C.The total amount
all

and hydroxybenzene were

decreased significantly in

plants

at different temperatures,but only the percentages of hydrocarbon herbivored

and ester were increased in

plants.The

aldehyde appeared

only

in

herbivored plants at 35"C,but in control at all 25"C.The peak
area

temperatures,谢m
of

the content most at especially intact

and

content

hydroxybenzene

2,6-bis(1,1一dimethylethyl)-4一methyl-phenol
herbivored leaves at

were

obviously

hi曲in

and
of

1 5"C,and all lower at other temperatures.The

amount

1,2-benzenedicarboxylic in herbivored

acid,bis(2-methylpropyl)ester Was decreased significantly

plants

at different temperatures,but the percentage was

increased.The
plant
at

amount
30"C

and

percentage of terpene Was increased significantly in herbivored

and

decreased at other temperatures.It is reported that terpene had biological
to the literatures,and the result of our study showed that not only

activity according

were the species of terpene fewer in intact and herbivored plants

than hydrocarbon,

IV

but also the contem was quite lower.Moreover,the changes of peak of terpene presented
110

area

and content

regularity.

The numbers of male and female diamondback moth attracted to volatiles from herbivored

plants

were smaller than for the contr01.This result suggested that the


nutrient change of herbivored plants showed

faint repellent effect

on

diamondback
of female

moth.From the repellent effect of moth herbivored was attracted higher than male.The

plants,the susceptibility and

numbers

of male

female Cotesia plutellae

Kurdj umov

attracted to herbivored

plants

were increased more significantly

than

for


the intact plants,which suggested that the volatiles of herbivored plants showed

significant

attractive effect

on

wasp.From the attractive effect of herbivored plants

to

wasp,the susceptibility of female wasp was higher to volatiles than for male wasp. The numbers of the control attracted to P.xylostella were most at 25"C.The numbers of herbivored

plants

attracted to C plutellae were most at 30。C.

This research helps to identify

plant

volatiles with biological

activity,clarify

the

coevolution among plants,pests and natural enemies,and disclose the mechanisms of tritrophic interaction to develop


new strategy of integrated pest

management

in the

circumstance

of warm—up of global climate.

Key words:Plutella xylostella Linnaeus;Cotesia plutellae parachinens西Bariley;temperature;volatile;orientation

Kurdjumov;Brassica



独创性声明

本人声明,所呈交的学位(毕业)论文,是本人在指导教师的指导下独立完 成的研究成果,并且是自己撰写的。尽我所知,除了文中作了标注和致谢中已作 了答谢的地方外,论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我一同对本 研究做出贡献的同志,都在论文中作了明确的说明并表示了谢意,如被查有侵犯 他人知识产权的行为,由本人承担应有的责任。

学位(毕业)论文作者亲笔签名:\訇力孳
论文使用授权的说明

日期2驰罗z/

本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位(毕业)论文的规定,即学 校有权送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或 部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。

保密,在

年后解密可适用本授权书。



不保密,本论文属于不保密。甩/

学位(毕业)论文作者亲笔签名:门厍孑
指导教师亲笔签名:届阢垡
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日期:多口巧罗.占?彦

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

1前言
1.1研究概况
近年来,多营养层次尤其是植物、植食性昆虫及其天敌三营养关系的研究 已越来越受到国内外许多研究人员的重视。加强了这方面的研究,不仅可在理 论上探讨物种形成的机制、植物与昆虫协同进化的模式,而且在实践上也可为 协调作物抗性与生物防治的协同作用、开发害虫治理新途径的利用、合理安排 间作和套作等提供理论指导(Barbosa
and

Letourneau,1988)。19世纪初期,Kirby

和Spence就已提出:几乎没有任何一种植物能够避免昆虫的取食为害,同时也 没有一种植物能被所有植食性昆虫取食为害。而后一种情况则反应了任何植物 对于昆虫的侵害总有某种防御机制使某些昆虫无法突破。植物被植食性昆虫取 食后产生某些挥发性物质会引诱致害昆虫的天敌以避免自身继续受到损害,这 种方式又被称作间接防御(Dicke
Eikenbary,1986)。
and Sabelis,1988;Price,1986;Boethel and

植物所释放的气味是由多种微浓度的挥发性次生物质组成的复杂混合物。 包括特异性气味组分(specific
odor

components)和一般气味组分(general

odor

components)。不同植物其特异性气味组分不同,就十字花科蔬菜而言,特异性 气味组分主要为烯丙基异硫氰酸酯可吸引小菜蛾,并能刺激其产卵(Reed
et a1.,

1989)。一般气味组分主要包括酵解产物,萜烯及其衍生物,绿叶醇、醛及其衍 生物。植物在特定的时间和空间范围内,由于自身的新陈代谢或外界环境因素 刺激,都会产生具有种或品系特征的挥发性气体物质(Muller,1996)。这些挥

发性气味物质的不同组合构成了植物的特征指纹谱——气味谱,直接调控昆虫
的多种行为(杜家纬,2001)。 天敌会利用植物受植食性昆虫损伤后所释放的挥发性物质来搜寻寄主(张瑛 和严福顺,1998;Dicke et a/.,1990;Dicke,1994;杜永均和严福顺,1994;娄 永根和程家安,1997;Turlings etal.,1993)。现己证实了13个科的24种植物在受 到植食性昆虫取食诱导后产生的挥发性物质对天敌有引诱作用(娄永根和程家 安,1997)。植物在受害虫取食后释放的挥发性物质对植食性昆虫的行为会产生 影响。例如植物挥发的气味混合物在吸引葡萄藤雌蛾中的协同和冗余作用(Tasin
et

a1.,2007)。一些植物受特定植食性昆虫为害后产生的挥发性物质会对同种个

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体产生拒避作用,如菜豆和二点叶螨(Dicke
(Turlings

et

a1.,1990)、玉米和甜菜夜蛾

etal.,1991)。而有时情况刚好相反,一些植食性昆虫取食寄主后,寄
et

主所释放的挥发性物质对其有引诱作用,如马铃薯叶甲(Bolter 日本丽金龟(Loughrin
et

a1.,1997)、

a1.,1995)、鳃金龟(Harari

et

a1.,1994)。近年来有

关研究表明植物受植食性昆虫取食后释放的挥发性物质在夜间和白天还有差异,
夜间时会释放~些特异性的挥发性物质,对同种个体的雌成虫有拒避作用(De Moraes
et

a1.,2001)。我们发现经小菜蛾取食为害的青菜释放的挥发性物质的量

比未受损伤的青菜高3倍,且挥发性物质种类也更多一些,前者的挥发性物质多 为分子量较小的物质,后者的挥发性物质多为分子量较大的物质(You
and Yang,

2001)。另外,青菜在小菜蛾取食后释放的挥发性物质对小盘绒茧蜂还有引诱作 用(杨广等,2004)。 植物能散发出某些挥发性物质(青叶醇、青叶醛、菇烯等),对昆虫的生长

和繁殖具有干扰作用,影响昆虫的正常发育进程。害虫取食处理的植株后,表现生
长发育缓慢,卵不能正常孵化,幼虫不能正常蜕皮化蛹,蛹不能正常羽化或出现畸 形,从而降低害虫的群体数量或者植物次生物质干扰或抑制与生长发育相关的激 素(前胸腺激素,蜕皮幽类、保幼激素等)的合成、分泌、运送,破坏昆虫本生的

激素调节机制,使昆虫不能正常发育,甚至死亡(史刚荣,1994)。十字花科蔬菜 (例如卷心菜)挥发性组分中的异硫氰酸盐能刺激菱形斑纹蛾产卵(Plutella
xylostella)(Renwick
et

a1.,2006)。

近年来有关环境因子与植物释放挥发性化合物的关系的研究有了一定的进 展。环境因子(如温度、光照、水分胁迫、营养、C02浓度、空气湿度)、机械
损伤和昆虫取食等对植物挥发性化合物合成与释放都有一定的影响。叶片损伤

后在损伤部位和离它一定距离处会迅速产生大量乙醛,这些挥发物的释放是在
有气孔开放的条件下进行的,在气孔关闭的条件下不会发生。这也说明叶片中

大量乙醛的释放是受气孔控制的。在光抑制敏感型的拟南芥突变体NPQ I中,
在强光下2一己烯醛会大量和短暂的释放,说明叶片膜脂大量降解。然而用异

戊二烯熏制拟南芥却没有发现2一己烯醛的释放。这说明异戊二烯能有效的保
护细胞膜免受降解(Loreto
et

a1.,2006)。冬青叶片外施茉莉酸后甲基水杨酸盐

和单萜的释放增加以及甲醛的吸收降低(Filella el a1.,2006)。



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温度作为影响植物生长、发育等生理过程的一个重要因素,它会影响植物 释放挥发性物质,影响异戊二烯的释放。Guenther等(1991)认为在光强一定

的条件下,随着叶温的升高异戊二烯释放以指数形式增加,达到最大值后下降,
这可能是叶片受到破坏和酶失活的结果。大多数温带和热带植物在40℃左右达 到最大释放率。Sharkey和Loreto(1 993)发现葛藤(Purearia lobata)在低温条件 下(如不高于19"C)异戊二烯的释放量消失。只有在温暖的条件下(如26。C),完 全展开的叶片才能被诱导产生异戊二烯,并且每升高10℃异戊二烯的释放量增 加8倍。Monson等(1 994)把欧洲山杨(Populus tremula)突然放到温度较高的环境 中,异戊二烯在几分钟内被诱导释放,并在一天内逐渐增加到最大值。这种异 戊二烯释放率对温度的依赖性,主要是由于温度对酶的影响所致(Sharkey,

1993)。虽然温度对异戊二烯的影响程度在种间存在差异,但温度与异戊二烯释
放率之间的关系却是一致的。 温度也是单萜释放控制的主要因素。一般随着温度的升高,单萜释放率显

著增加。温度高的季节释放率高,温度低的季节释放率低,所以,温度高的夜
间也挥发是不足为奇的(Buffer,1991)。Tyson等(1974)和Dement等(1975) 对Saliva melifera的单萜类物质释放率的测定发现:樟脑的释放率与叶温成正相 关。如突然对植物照光可使叶片的樟脑释放量瞬时增加,这可能是由于光照使

叶温升高的结果。Tingey等(1980)研究发现,湿地松挥发的5种单萜(仅.蒎烯, p.蒎烯,桃金娘烯,柠檬烯和p.水芹烯)的释放率与叶温的变化相一致。当叶温
从20。C升到46"C时,单萜的总量从3mg?g-1(干重)h-1增加到21 mg?g‘1(干重)h-1。

他们还认为温度是通过改变单萜类物质的蒸汽压来调控单萜的释放率。
乙醛和2一己烯醛,作为在膜脂降解时产生的六碳化合物,都是叶片在高

温和强光下释放的。在高温处理(45度)也会产生一个快速刺激然后异戊二烯
的释放量随之减少,但是在高温处理终止之后异戊二烯的释放又会恢复原水平, 这说明在高温下光合作用形成的底物出现暂时不足。六碳化合物的释放也会在

高温下慢慢被诱导并维持很高水平,也意味着终止高温处理后也会发生膜降解
(Loreto
et

a1.,2006)。
pipiens

研究报道菊科植物滨蒿挥发精油中的化学成分对淡色库蚊(Culex

pallens)幼虫和成虫有很高的毒性活力,在两天内,幼虫的半致死浓度是12.5

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mg.L一,在24tJ,时内,当药剂的量是I和10 mg.cm之时成虫的死亡率分别为70%和 100%(周天等,2006)。近年来有些文章研究中指出可以把某些重金属(Zn,Ni, Pb等)与挥发性有机化合物结合起来用于防治植食性昆虫尤其是针对小菜蛾的幼 虫非常有效(Edward
et

a1.,2006)。

1.2植物次生物质的主要类别 植物的次生物质种类繁多,数量巨大,已鉴定的植物次生物质约超过10万余 种(BuckinghalTl,1993),且每天都有新鉴定化合物的报道。世界上已知的次生物

质80%以上都是来自植物(Harbome,1993)。由于其种类繁多,结构各异,对其 很难有一个满意的分类。但由于次生物质都有一些共同的前提,多是乙酰辅酶A
(acetyl.CoA)、氨基酸或莽草酸类,因此,多数情况下根据生物合成途径对次生 物质进行分类还是比较合理的(Luckner,1 990;Vickery,1 98 1)。简单的分类方式 为:萜烯类、含氮化合物、炔类和酚类。萜烯类包括单萜、倍半萜、双萜、皂角

苷、胡萝卜素类、烯类、卡烯内酯等。含氮化合物包括生物碱类、氰苷、芥子油 苷等。酚类包括简单酚类、类黄酮、醌类等。有些物质则是存在于植物体内或分 泌于体表,有的物质则是以挥发物的形式影响周围的其它生物,如相对分子质量 较小的许多萜类、芳香酚类、醇类、醛类等,很容易挥发到空气中(阎风鸣,2002)。
此类物质分子量大多在100至200之间。

1.3挥发性有机化合物(VoCs)采样方法的研究进展
挥发性有机化合物(Volatile
Organic

Compounds,VOCs)组分的结构和极性差

异很大,采样方法适用范围要宽;由于VOCs含量较低,采样方法应具有较高的

富集倍数;另外,采样方法还应能与分析仪器实现方便的联用,以避免采样后样
品污染,提高分析效率,获得较好的数据结果。 目前常见VOCs的前处理技术包括项空收集法(Headspace Collection,HC)、液 液萃取法(Liquid
Liquid

Extraction,CLLE)、超临界流体萃取(Supercritical

Fluid

Extraction,SFE)、同时蒸馏萃取法(Simultaneous Distillation SDE)、吸附剂收集法(Absorbent 固相微萃取(Solid
Phase Trap

and Solvent Extraction,

Collection)、吹扫捕集(Purge and Trap,P&T)、
et a1.,2005;Siani et a1.,

Microextraction,SPME)(Zorn

2004;Rohloff,2002)等技术。 这些方法各有优点,但也存在着局限性。顶空收集法和固相微萃取对样品浓


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度要求较高,随着采样技术的不断完善,这两种方法在装置本身也作了一些改进, 以富集更多的样品。液液萃取法中若两相的密度相差不大,界面张力小,所以萃 取后的分相速度就比较慢,须借助离心设备分相,因此就会带来高额成本问题。

超临界流体萃取法则要求使用大量高纯二氧化碳;吹扫一捕集法具有较高的灵敏
度,可以避免溶剂对分析样品定性定量的干扰但对样品的回收率较低,且不能重 复分析。本文总结了多种VOCs的采样方法并作了详细介绍。
1.3.1

VOCs的采样方法
Collection)

1.3.1.1顶空收集法(Headspace

顶空收集法是将生物材料放入封闭的容器中,用注射器抽取容器中的空气

(100.1000uL)然后缓慢进样到GC中。此方法只适用于收集高浓度和高蒸汽压
的样品,且一次收集至少能达到纳克级水平的数量(阎凤鸣,2002)。该方法挥

具有方便、迅速及检测结果杂质少等优点。 顶空取样技术包括静态项空、动态顶空和吹扫.冷阱捕集技术。静态项空采
样(SHS)从原理上讲是最简单的项空技术,该方法已在一定程度上用于分析肉

类食品的风味,如鸡肉、鱼肉和牛肉。Bolzoni等(1996)利用动态顶空分析技
术结合GC/MS分析了意大利Parnm发酵干火腿的挥发性成分,共鉴定了122种化

合物。在对其样品进行分析之前,通过利用中间体捕集步骤富集挥发物质,使项
空取样的效率大幅度提高。这种技术通常称为动态顶空和吹扫.冷阱捕集技术。 Procida等(1 999)利用冷阱捕集动态顶空毛细管气相色谱和气质联用技术,采用

丙酸乙酯做内标物研究了意大利腊肠中的挥发性组分。Koide等(1998)将顶空
固相微萃取技术应用于毛发检测,建立了毛发中MAP(Methamphetamine)、AP (Amphetamine)的HS.SPME.GC/NPD检测方法。
1.3.1

2液液萃取法(Liquid-Liquid Extraction)
双水相萃取法是一种新型液.液萃取技术。双水相萃取(Aqueous
Two—Phase

Extraction,ATPE)技术始于20世纪60年代。1 956年瑞典伦德大学的Albertsson发现 双水相体系,国内自20世纪80年代起也开展了双水相萃取技术研究。该技术在我 国的利用虽然只有20多年的历史,但由于其条件温和,容易放大,可连续操作,目前 已成功用于中药有效成分、抗生素和蛋白质等生物产品的分离和纯化(陆强和邓



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修,2000)。 双水相萃取具有以下特点:(1)两相的溶剂都是水,上相和下相的含水量超过 70%,且不存在有机溶剂残留问题,常温常压即可操作,不会引起生物活性物质 失活或变性;(2)两相界面张力小,萃取时两相能够高度分散,传质速度快;(3)溶 剂对目标组分选择性强,大量杂质能与所有固体物质一同除去,使分离过程简化 (陆强和邓修,2000)。 双水相萃取液存在不足之处。比如两相的密度相差不大,界面张力小,所以萃

取后的分相速度就比较慢,须借助离心设备分相,分相设备的高额成本也是双水
相萃取未能工业化的一个重要原因;分相后分取目标产物所在的上相或下相,但 如何除去溶液中高分子和离子,目前的研究还不够成熟,用分子筛或离子交换柱

进行后处理同样也较难在工业上推广;虽然溶剂主要是水,但高分子和高浓度的
离子对蛋白质和酶类等目标产物同样会有促变性作用(国大亮和朱晓薇,2006)。

1.3.1.3超临界流体萃取(Supercritical

Fluid

Extraction)

1850年,英国女皇学院的Andrews博士就对C02的超临界现象进行了研 究,1879年,Hanny和Hograth发现了超临界流体的独特溶解现象。至.U20世纪60年代, 超临界萃取技术在石油、化工等领域得到应用(Rizvi,1986)。目前,超临界流体
技术在环境科学中得到了广泛应用。如在污染源头控制方面,超临界C02在某些方 面可替代传统有机溶剂和对环境有危害的溶剂,超临界水可快速氧化纤维素,避

免用酸做催化剂高温水解纤维素产生大量酸性废水;在末端治理方面,超临界水 氧化分解废塑料,可实现塑料无害化和资源化,且成本低,效益高;在环境监测方
面,超临界流体萃取技术应用于环境样品的前处理等(曾桂华,2007)。

由于超临界流体萃取(SFE)技术减少了含氯有机溶剂的使用,避免了对环境 的污染,近年被逐渐应用于紫杉醇的纯化过程中。Jennings等(1992)用二氧化碳
和含乙醇的混合物为超临界流体,在温度45℃和压力18107—25179MPa的条件下

进行紫杉醇的提取研究,结果发现短叶红豆杉树皮中紫杉醇的回收率达85%以上,
而且对紫杉醇的选择性好于传统提取方法。Vandana等(1996)利用超临界的N20

和N20/EtOH混合物,对短叶红豆杉树皮中的紫杉醇也作了提取研究,发现利用超
临界的N:o,以乙醇为助溶剂,可以把树皮中的大部分紫杉醇提取出来,比以乙醇 为助溶剂的超临界C02萃取更加有效。在进行BVOCs特征和轮廓分析时,SFE由



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于较高的富集效能和几乎不需后处理的优势,正逐步得到重视(Stashenko
1996;Stashenko et a1.,2004)。

et a1.,

超临界C02萃取(SFE)剂有以下优点:(1)可以在35"C-40"C的条件下进行提取,
能够防止热敏性物质的变质和挥发性物质的逸散;(2)在C02气体笼罩下进行萃取, 萃取过程中不发生化学反应,由于完全隔绝了空气中的氧,萃取物不会因氧化或

化学变化而变质;(3)由于C02不具备可燃性,且萃取过程中不使用易燃易爆的有
机溶剂,相对安全;(4)C02是较容易提纯与分离的气体,因此萃取物几乎无溶剂残

留,避免了溶剂对人体的毒害和对环境的污染:(5)萃取和分离合二为一,当饱含
溶解物流经分离器时,由于压力下降使得C02与萃取物迅速分离成为两相,故能 耗较少;(6)C02无味、无臭、无毒,价格便宜,纯度高,容易取得,且能够循环使用, 降低了成本;(7)n-T以通过改变压力和调节温度来改变溶解性能,对于萃取成分有 选择性(曾桂华,2007)。但是SFE对于极性化合物缺少高效安全的溶剂,成本 高,因此限制了SFE在VOCs研究中的应用。 1.3.1.4同时蒸馏萃取法(Simultaneous Distillation 同时蒸馏萃取法(SDE,simultaneous
and Solvent Extraction) solvent

distillation and

extraction)是

Nickerson和Likens在1966年发展起来的一种植物易挥发成分提取法。该法将水蒸

气蒸馏和馏出液的溶剂萃取两步合二为一,可把mg?L.1级的挥发性有机成分从脂
质或水质介质中浓缩数千倍。同时,由于SDE法所获得的是挥发油在有机溶剂中 的溶液,体积较大,便于操作,避免了通常蒸馏法提取精油时在器壁上吸附损失及 转移微量精油时的操作困难,省时、省工、节约溶剂。 SDE法对提取花椒中沸点较高的挥发性、半挥发性成分更为有效,但对水溶 性的成分提取率较低(高逢敬等,2006)。秦军等(2001)将花椒粉碎后称取109

置于2L烧瓶中,力1350mL蒸馏水20mL乙醚,同时蒸馏萃取2.5h,萃取液加19无水
Na2S04干燥过夜,滤液在55。C水浴中回收乙醚,得率为4.1%,产品用气相色谱.质

谱仪进行分析,共分离出80多种化合物,鉴定出65种,占化合物总含量得95.99%。
此法适用于风味物质的提取。目前国际上多采用先进的风味提取技术同时蒸

馏萃取法(SDE)和吹扫捕集法(P&T)代替以前的顶空进样法(HS)。加热样品,使之 在100℃以下沸腾,产生二次蒸汽,夹带芳香物质从果汁中分离出来,然后用有 机溶剂从中回收挥发性物质,挥发性物质在溶剂相和蒸馏液之间的分配系数不

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同,通过溶剂的选择,排除那些不重要或干扰分析的化合物,有选择性的提取芳 香物质。如用同时蒸馏萃取法提取融化或蒸煮的四季豆,通过气质联用仪分析有 104种化合物被检测到,而且有76种化合物在这个物种中首次被鉴定出来(Barra
e亡a.2.,2007)。

1.3.1.5吸附剂收集法(Absorbent

Trap

Collection)

用吸附剂收集的样品可以直接做分析用,也可以用于生物测定等。吸附剂一 般使用super Q(Waters,Supelo公司产品),Tenax TA(All—tech公司产品),活性

碳(40.80目),石墨化炭黑和碳分子筛。将颗粒状的吸附剂装入短的玻璃管或塑
料管(直径4mm左右)内,两头用玻璃纤维封堵。吸附剂在使用前后依次用乙醇、

乙醚、正己烷冲洗,反复2.3次,用铝箔包好,低温保存备用。吸附剂方法适合 于收集信息素和植物挥发性物质。收集的气体分子用正己烷(或其它溶剂淋洗到 小试管中,低温下保存备用。一般利用吸附剂.热脱附和GC/MS联用的技术会得
到更好的效果,避免了溶剂的干扰。 吸附剂吸附法具有操作简单、成本较低、易运输储存等优点。选择吸附剂应

考虑:(1)在所要求的采样体积内,被采集物质不应超过采样管的吸附容量;(2)
吸附VOCs的种类要尽可能多;(3)被吸附剂富集的VOCs易于脱附;(4)吸附剂对 水的亲和力要小;(5)吸附剂的本底尽可能低。 单壁碳纳米管(SWCNTs)作为新型采样吸附剂的性能和效果,易获得较低本

底,具有化学惰性和疏水特性,采样时水的干扰小,并应用于空气中挥发性有机化
合物的分析测定。结果表明,单壁碳纳米管具有独一无二的机械强度、石墨结构、 化学特性和较大的比表面积,与经典Tenax TA吸附剂相比,对低碳数挥发性强的

有机化合物回收率高,有更强的吸附能力,更适于采集大气中的挥发性有机化合
物(刘杰民等,2007)。

1.3.1.6吹扫捕集法(Purge

and Trap)

自Bellar和Lichtenberg(1974)首次报道有关吹扫捕集色谱法测定水中挥发 性有机物论文以来,该法备受环境科学与分析化学界的重视。
P&T(Purse and Trap technique),也称动态顶空法,利用高纯惰性气体连续不

断通过待测样品,携带出VOCs进入捕集装置;捕集器中一般使用固体捕集剂, 如Tenax系列吸附剂等,选择性吸附待测组分。经过一定的捕集时间后,将捕集


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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

器瞬间升温解吸所吸附的分析物,由载气带入色谱仪器进行分析。P&T可以选择
吸附剂类型,达到对不同极性和挥发性组分的最佳富集效果,它适用于挥发性和 半挥发性物质的富集。吹扫捕集技术适用于从液体或固体样品中萃取沸点低于 200。C,溶解度小于2%的挥发性或半挥发性有机物,广泛用于食品与环境监测等 部门(李宁等,2003)。Vanoli等(1995)利用P&T富集了苹果气味,结果表明不 同的采摘时期对苹果风味有影响,认为大量低沸点的酯类和少量高沸点的酯类和 醇类是苹果的主要气味组成成分(张卓曼和李攻科,2006)。 Valcro等(2000)对比了两种动态项空技术分析奶酪中挥发性成分的实验结 果。一种是使用自动吹扫捕集仪.气相色谱.质谱在线分析样品,用 Carbopack-B60/80吸附,然后在一100。C冷阱中富集;另一种是手动的动态项空技 术,用填充了lOOmg Tenax TA的不锈钢柱捕集。这两种方法前者比后者灵敏度高, 相对标准偏差小,但后者的测量范围宽。Yen等(1999)用吹扫捕集技术研究了 在加压、加热和储存过程中石榴汁的挥发性香味剂的变化。Van Ruth等(2000)

用吹扫捕集.气相色谱.火焰离子化检测器研究了用水浸泡后的法国菜豆中芳香
化合物的释放时间。Silva等(1999)则用吹扫捕集技术评价了草莓的香味成分的 变化,定量测定了草莓中的93种化合物,其中21种是首次测得。 近些年来,吹扫捕集技术的改进主要集中在吹扫捕集系统中浓缩器所使用的 材料方面,常用的浓缩器是弹性硅材料制成的毛细管,并将其内衬在不锈钢管内
(Abeel et

a1.,1994)。在样品的解吸上也有了很大改进。解吸时间主要取决于待

测样品与吸附剂的作用。解吸过程需要一定的时间,但对于一次解吸,太长的时间
使样品初始谱带变宽,不利于分离,因此目前使用的多为二次热解吸装置。二次热 解吸装置在样品吸附管和色谱柱之间增加了一个冷阱(装有少量玻璃珠的金属管, 或装有少量吸附剂的硬质玻璃管。当加热样品吸附管时,冷阱保持低温冷冻)。待

测样品从吸附管中解吸后,被冷阱捕集,然后再快速加热冷阱,使VOCS随载气进
入GC进行分离分析。冷阱吸附性很小,主要使靠冷冻起到对待测样品的阻留作用, 这样既解决了待测组分从吸附管中解吸所需要时间问题,又可保证样品初始谱带 较窄。这种方法快速、准确、不需要有机有毒溶剂,因而目前被广泛应用(陈宝 生,1992)。

1.3.1.7固相微萃取法(Solid

Phase

Microextraction)



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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

固相微萃取(Solid

Phase

Microextraction,SPME)技术是1 989年由加拿大的

Arthur等人发明的。之后逐渐发展成快速、灵敏、方便及无溶剂、相对独立于仪 器设计,易于自动化,并适用于气体和液体样品的新颖的一种样品前处理技术
(Arthur and Pawliszyn,1990;Zhang
et

a1.,1994)。

固相微萃取法原理与固相萃取类似,是基于待测物质在样品及萃取涂层中的
平衡分配萃取过程。SPME是从热脱附法改进的气味收集技术,利用涂有吸附剂 的纤维收集气味,直接将纤维插入GC,进行热脱附。SPME萃取头现在市场上可 以买到(美[]Supelco,Bellefonte,PA)。纤维有多种,吸附剂种类和涂层厚度各不

同,吸附剂涂层厚度一般为7.101am,吸附剂种类可以选择聚二甲基硅氧烷
(polydimenthylsiloxane)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚乙二醇/--乙烯基苯

(carbowax/divinylbenzene)和聚乙二醇刑.聚二甲基硅氧烷(carbowaxTM.
polydimenthylsiloxane),来与GC固定相相匹配。选择吸附剂应考虑所收集的化学 物质的类别、极性和挥发性(阎凤鸣,2002)。

使用SPME具有简单、方便、快速的特点,适合于收集各种物质,而且这种 方法不使用溶剂,避免了溶剂对样品的污染。顶空固相微萃取(Headspace
Phase Solid

Microextraction,HS.SPME)作为SPME的一种萃取模式,由于不接触样品基

体,基体干扰少,适合于BVOCs分析。Guillot等(2006)利用HS.SPME富集了6 种杏仁气味,利用GC/MS得到了杏仁的气味色谱轮廓,并提出了lO种造成不同杏 仁气味指纹差异的特征气味组分。 SPME也有不足之处。第一,吸附剂纤维在顶空气体中停留足够的时间,时 间长短与化学物质的挥发度成反比。第二,化学物质的吸附依分子大小、极性、 功能团不同而异,必须选择合适的吸附剂。第三,温度对化合物的吸附有不利影 响,但有时为了增加挥发性化合物的浓度,需要对样品加热。SPME适合于收集 已知结构或结构简单的化合物,为GC或GC.MS提供足够数量的样品,如果要是 分析痕量物质,灵敏度就偏低了(Millar and Sims,1998)。

近年来,SPME在装置上和方法上都有了不同的改进(康凯等,2002)。 装置改进:萃取头内部冷却装置。由于随着温度的升高,纤维涂层吸附待测
物的能力逐渐降低。为了解决这一问题,可以采用内冷式SPME。把样品加热到很

高温度同时保持纤维涂层处于低温,硒值(待测物在固相和气相的分配系数)和选
lO

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择性都会大幅度提高。此时,在冷却的纤维涂层和热的顶空间形成了温度梯度,极
大的提高了待测物在萃取头上的分配系数(Millar and Sims,1998)。例如:通过

升高样品温度、加入水和用液态C02作为冷却剂冷却萃取头,对于分配系数很小 且室温下难以定量的甲苯、乙苯以及二甲苯的同分异构体实现了定量萃取(Zhang
and Pawliszyn,1 995)。

方法改进:(1)缩小液上空间技术。对于分配系数很小的化合物,通过缩小液
上空间也能减少平衡时间。这是因为,此时不仅增加了顶空气体中待分析物的浓

度,而且也减少了其通过顶空的扩散时间。(2)样品喷洒技术。对于HS.SPME技术,
为了提高萃取效率,通常需要对样品溶液进行搅拌或振荡。为了加强搅拌效果, 一种可行的方法就是在取样前将样品溶液喷洒成细雾状。由于极大地增加了样品 的表面积,且同时在气相中产生了对流,所以提高了分析物从液相到气相的扩散

速率。(3)样品衍生化技术。无机物通过样品衍生化也可以使用SPME进行分析,
同时衍生化技术也是提高萃取效率的重要途径。

1.3.2讨论与展望
VOCs的研究正日益受到人们越来越多的关注,随着挥发性有机化合物生态

毒理效应研究的不断深入,如何获得我们所需要的样品显得非常重要,设计一个
合理有效的采样方法以及建立一个高效灵敏的分析检澳!f方法是关键。 液液萃取法在温和条件下进行简单的操作就可获得较高收率和有效成分的 新型分离技术。因此广泛应用于中药化学、生物化学、细胞生物学和生物化工等

领域。超临界流体技术是绿色化学使用的重要手段之一。它作为一种新兴的废物 处理技术,以其独特的优势在环境保护中发挥着重要作用,已成为环保、化学的
发展趋势。新型吸附剂的开发研制对于将固相微萃取确立为一种有效的样品预处 理技术非常重要。如果发展具有分子识别能力(如笼形分子)的萃取纤维层,则可 以实现特殊的萃取功能。还可以通过各种物理化学手段对纤维材料本身进行各种

改造,以获得稳定性好,又有一定机械强度的萃取头。固相微萃取技术在环境监测 中对大气、土壤、水体中污染物以及作物中农药残留浓度等的分析中有着重要的
作用;在医学领域方面,固相微萃取技术已用于对生物代谢产物、体液等中的微

量有机成分的采样分析;在食品检测方面,它已用于准确检测咖啡及茶叶中咖啡
因的含量。吸附剂收集法尤其是吹扫捕集技术的改进和创新,使其对水、土壤和

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底泥等环境样品中的挥发性有机化合物进行测定,也己广泛应用于食品和生物样
品当中(李宁等,2003)。 随着科学技术的迅速发展,尤其是精密分析仪器的相继出现以及灵敏度的 不断提高,科学的理论方法和先进精密仪器的结合使用将会把更多的化合物从这 些体系中鉴定出来。届时将会更多的具有生物活性的挥发性有机化合物被了解,

为植物挥发性次生代谢工程提供理论基础,而植物挥发性物质代谢工程也将会在
农林、环境和人类健康方面发挥越来越重要的作用。

1.4本实验研究目的和意义
十字花科蔬菜是人类必不可少的蔬菜种类之一。在十字花科蔬菜的栽培过程

中,由于受到各种害虫的危害,不仅造成产量巨大损失,同时降低了蔬菜品质。
在十字花科蔬菜害虫防治中,由于过分依赖广谱性化学杀虫剂,3R(即残留 (Residue)、抗性(Resistance)和再猖獗(Resurgence))N题日益严重,引起中毒事件 时有发生,给人民生命财产造成了巨大损失。四九菜一I=J:,(Brassica
parachinensis

Bailey)是十字花科芸苔属中国白菜亚种中的一个变种,又名“菜薹"。其营养丰 富,口感好,具有重要的经济价值,是我国南方的特产蔬菜之一(张桂华等,2000;

余小林等,2005)。但是近年来小菜蛾、黄曲条跳甲等十字花科蔬菜主要害虫的
为害日益猖獗,严重影响其产量和品质。而大量化学杀虫剂的使用,不仅增加生 产成本投入、带来农药残留、影响健康等问题,而且害虫抗药性的产生已成为一 个不可忽视的问题(Talekar
and

Shelton,1993)。在无公害蔬菜日益受到人们关注

的今天,在蔬菜生产中少有或不用化学药剂已成为世界农业关注的焦点。
为了探求蔬菜害虫的持续控制措施,许多科研人员展开了对植物次生代谢的 研究,并取得了显著的研究成果。将异源植物次生化合物喷洒于寄主植物上,可 以抑制原来的害虫趋近、产卵和取食,起着保护寄主植物免受危害的作用。提取

这些化合物或模拟合成,制成适于应用的剂型,称为植物保护剂。植物保护剂不会 象杀虫剂那样,在大量死亡的遗传选择压力下不断提高抗性水平。由于起化学防
御作用的植物次生化合物的化学结构是多种多样的,对这些化合物的交互抗性也

不容易产生,符合可持续发展战略要求。在异源植物次生化合物和其他化合物中
筛选植物保护剂,保护植物免受害虫的侵袭,将是开辟解决化学防治出现的害虫 再猖撅和次要害虫大量发生、害虫对杀虫剂的抗性增长和杀虫剂对人畜健康和环

12

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境的污染三大问题的新途径,害虫综合治理的新策略。
作者在不同温度下测定四九菜心被小菜蛾咬食后释放的挥发性物质在组成

和含量上的差异,旨在进一步研究不同温度下挥发性物质对小菜蛾以及盘绒茧蜂
行为的影响,有助于了解挥发性物质的活性成分,对研究植物一害虫一天敌三级营 养关系具有重要的意义。在针对温度一青菜一小菜蛾一挥发性物质一盘绒茧蜂的

研究上,我们要进一步探讨不同温度下小菜蛾危害后的青菜释放挥发性物质及其 对盘绒茧蜂的引诱活性,明确温度胁迫下蔬菜、小菜蛾和盘绒茧蜂之间的协同进 化,为在全球气候变暖情况下,小菜蛾的持续控制打下基础,以及害虫持续控制
提供新的思路。

2温度对小菜蛾咬食后菜心挥发物释放的影响
2.1材料与方法 2.1.1材料

2…1 1 1供试植株
实验用青菜为香港四九菜一丘,(Brassica
parachinensis

Bailey),采购于福建樟

榕种子有限公司。生长于人工气候箱中(温度25℃,光照5000Lx,相对湿度
70%.80%),在生长30d后,挑选出生长期较一致,株高一致,叶片数量、大小

相当,并足以保证让小菜蛾取食2.3d的供试植株。每盆三株,每株5个叶片。
用透明无味的自封袋套住根部以上部位,收集挥发性物质。

2.1.1.2供试昆虫
小菜蛾(Plutellaxylostella Linnaeus)采自福建农林大学应用生态研究所,在养 虫室内饲养(25 oc.30"(2,相对湿度50%.80%,光照14h,光照强度>1000Lx)。成

虫放在四周刺了孔的透明塑料盒中后,再放在菜苗上。成虫产卵于塑料盒壁上, 孵化出的幼虫从塑料孔爬出,爬到菜苗上取食。幼虫发育到一定阶段时,用毛笔
将幼虫移至塑料盒中,用萝卜苗饲养。取3龄幼虫进行试验。

2.1.1.3实验仪器 SPME萃取柄(Supleco公司),100}tm聚二甲基硅氧烷(PDMS)萃取头
(Supleco公司),Saturn3900/2100气相色谱-质谱联用仪(美国Varian公司)。

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2.1.2实验方法

2…1 2 1挥发性气味收集方法
使用前将SPME萃取头旋入萃取柄,用乙醇浸泡萃取头lh后,将SPME 的萃取头在气相色谱仪的进样口270"C老化30min,放置于冰箱中待采样。首先

设定好人工气候箱的试验温度(如15℃),光照强度为5000Lx,相对湿度
70%.80%。将小菜蛾幼虫放置正常菜心叶片,每个叶片放一只三龄幼虫(同一

批小菜蛾,龄期一致),共15头。放在已设定温度的人工气候箱中,让小菜蛾
取食菜心4h。然后将幼虫以及其粪便从叶片中移去,把被小菜蛾取食后的菜心 转至另一气候箱中(设定条件相同),驯化6.8h。同时将待测的正常菜心也放在

一个新设定好的人工气候箱中(设定条件相同),驯化6.8h。待时间到时,将虫
害菜心和正常菜心分别再转至两个新的人工气候箱中(设定条件相同)收集气 味,收集方法为固相微萃取(SPME)。采样时分别在虫害菜心和正常菜心项部

套一干净自封袋,将下端封住,在自封袋上端插入SPME,收集植物挥发物,采 样从早上9点开始至当日21点为止,时间为12h。同样方法重复两次。其余温
度如20"C,25℃,309C,35℃依照上述方法收集气味,再重复两次。

2…1 2 2定性定量分析方法
通常采用气相色谱一质谱联用(Gaschromatography—Mass
Spectrometer,

GC.MS)技术鉴定植物挥发性物质。利用事先在毛细管气相色谱上摸索的色谱条 件,先由GC将挥发物馏分分开,流出色谱柱后进入质谱,质谱的质子碎片信
号由计算机采集、扫描可检测的有效峰,通过自带的谱库,得出可能的鉴定结

果。GC—MS使用的色谱柱最好与探索条件的色谱柱一致。用于同类研究的色谱
柱基本上都是毛细管柱。利用GC.MS鉴定植物挥发性次生物质化学指纹的有 效性与质谱的精度及其所带的谱库的大小有很大关系,所以MS并不能直接鉴 定所有物质精确的空间结构,而且昆虫对不同构型的同类挥发性物质组分有不

同的响应,所以GC.MS得出的挥发性物质全化学指纹并没有完全显示挥发性
物质的全貌。本仪器操作软件平台为Saturn GC/MS Workstation Version5.52,谱 库数据库为wiley7;nist98r;nist98m。数据分析辅助软件为:NIST/EPA/NIH MS Library(NIST02)and AMDIS。样品成分分析根据GC—MS分析得到的总离子流

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图中的各峰经质谱扫描后得到质谱图,通过质谱计算机谱库检索(Wiley库和 NIST98库)初步确定化合物,忽略未检出物质的峰面积。以面积归一化法测定 样品中不同物质的相对含量。并根据成分的峰面积值相对定量。
2.1.2.3

GC.MS分析条件
SattLrn3900/2 1 00气相联用仪(GC—MS),采用DB.5MS

色谱条件:美国Varian

色谱柱(柱长30m,内径0.25mm,液膜0.251am),进样口温度250"(2,起始柱 温为60"C,保持2min,以IO。C?min"1升至130℃,保持10min,以3℃?min"1升 至190"(2,再以IO'C?min-1升至260*(2,保持2min。载气为氦气,纯度>99.999%, 流速l mL?minl,不分流进样。 质谱条件:电离方式EI,电子能量70Ev,阱温220*(2。GC。MS接口温度280"(2。 采集方式为全扫描,质量扫描范围为40.650amu。 2.1.3数据分析 本试验的数据统计分析应用SPSS(Statistical
Product and Service Solutions)

15.0数据处理系统软件进行分析(张文彤和闫洁,2004)。正常菜心和虫害菜 心各温度间差异分别采用单因素方差分析以及LSD多重比较,采用t测验进行 检验。 2.2结果与分析 如表6所示为不同温度下四九菜心虫害前后释放的所有挥发性物质,共45

种,包含了烷烃类(14种)、萜烯类及其衍生物(12种)、醇类(7种)、醛类
(3种)、酚类(3种)、酯类(2种)以及其它少量物质(4种)。

2.2.1不同温度下正常菜心释放的挥发性物质
以下检测到的峰均为在不同温度下正常菜心所释放的挥发物中含量在0.5%

以上的物质(见表1.5)。峰面积均采用平均值4-标准误。在15℃下,用气质联用仪
检测到质谱峰17个,峰面积总和为3.70 峰30个,峰面积总和为2.24 面积总和为3.14
3.67 E+06士1.1 8 E+064-7.06 E+06士2.42 E+06+1.36 E+06士4.45

E+05(counts)。在20℃下质谱

E+05(counts)。在25*(2下质谱峰21个,峰

E+05(counts)。在30℃下质谱峰24个,峰面积总和为

E+05(counts)。在35"(2下质谱峰26个,峰面积总和为5.32

E+05(counts)。图1.10为不同温度下菜心虫害前后挥发物的总粒子流色

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谱图。三个对照和重复均在后页的附图中。
从15。C到35"C(除15℃外),峰面积总量上总趋势是增大的(图ll所示)。除20"C 外,烃类物质的峰面积总量随着温度的升高逐渐增加(图12所示)。醇类物质的 峰面积总量也是随着温度的升高逐渐增JJn(图14所示)。酯类物质峰面积总量随

着温度的升高逐渐增加,到30。C有所减少,35。C又达到最大(图15所示)。酚类 物质峰面积总量随着温度的升高急剧减少(图16所示)。萜烯类及其衍生物的峰
面积总量随着温度的升高有所增加,在30"C又急剧减少,35。C又突然增加至最 大(图13所示)。

图1

15"C菜心挥发性物质总离子流图

Fig.20 Total ion chromatography of the Brassica parachinensis volatiles at 1 5"C

图2

15℃虫害菜心挥发性物质总离子流图

Fig.21 Total ion chromatography of the herbivored Brassicaparachinensis volatiles at 15"C
16

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表1 15"C菜心被小菜蛾取食后释放挥发性物质成分及其含量
Table 1 Component and content of volatiles from Brassica parachinensis damaged by Plutella xylostella at 15"C
正常叶片Intact
leaves

虫害叶片Herbivored leaves
峰面积

保留时间 挥发性物质组分 峰面积
Retention Peak

峰面积
比例(%)
Percentage

峰面积Peak糊
of (MeaniSE)

含量(%)
P盯cem略e of

8fea(count)

ConstiUlents ofvola在ies time(min) (Mean±SE)

peak砌
(Mea删:SE)

peaIcam
(Me觚士SE)

2.正.丁基.1.亚甲基环丙烷
13.02

1.27E卅)4士1.23E'∞3 2-n-butyl-l-methylenecyclopropane

0.87*0.24

14.39

正十一烷Undecane n.筚澄茄油烯a-Cubebene 2一丁基辛醇1-Clctanol,2-butyl- 十四醇1-Tetradecanol 长叶烯 柏木烯
Junipene Cedrene

3.44E+04-+-2.52E+03

0.95士0.10

7.04E+03:L5.45E-卜02 6.94E+03士2.5l E.∞2

0.48土0.13

15.02
15,23 15.42 15.72 15.96

0.49*0.16 0.49-i 0.13

2.17士0.08

7.14E+03士6.39B卜02

5.47E+04-4-1.9lB加B 2.72E+04*9.5孵》02 7.46E+04.3.81E+03

1.5l士0.12 0.75士0.06 2.05士0.16

3,7。11.三甲基十二酵
15.96 1-Dodecanol,3,7,l

1.OoE+04士1.23B卜03 1-trimethyl-

0,67*0.17

16.55
16.83

二十烷

Eicosane 0.53士0.13

1.77E-卜05“.13B卜03

12.64-4.30

2-丙基?l?癸醇2-Propyldeca血-I-oi 2,6.10-三甲基十二烷
4.48E+04士2.92BP03

18.26

1.23±0。1l

2.89E+04-4-1.04E+03

2.04士0.65

Dodeca.oe,2,6,10-trimethyl?

1-(2一羟基乙氧基)十三烷
18.47 1.90E+04土1.37E+03

0.52±0.05

9.16E+03-L4.33E州02

0.65士0.22

1-(2-Hydroxyethoxy)tridecane
18.76

十六烷Hexadecane 2,6-二叔丁基.4.甲基苯酚

2.29E+04--L.2.36E+03

0.64*0.09

1.30E+04“.16E+02 1.36E+06-4.34H_05

0.91+0.28

20.45
Butylated

3.18E+06“.08E+05
Hydroxytoluene

85.85士0.98

75.93士7.79

二.(3。5,5.三甲基已基)醚
21.59

1.77E刊》4士1.60E+03

0.49士0.05

1.01E+04士2.53B卜02

0.71+0.23

Bi“3,5,5一trimethylhexyl)ether 2,6。10,14.四甲基十五烷Pentadecane,
21.79

725E.旧3士3.74B旧2

0.50i

0.15

2,6,10,14-tetramethyl-

2-(2.四呋喃)-甲基四氢毗喃
22.96 2-(2-Tetrafuryl)methylmtmhydmpyran
23.58 25,35

2.24E+04士1.40E+03

0.61士0,03

1.88E+04,5 69B+02

1.33士0.44

1.十六烷醇1-Hexadecanol 十九烷
Nonadecane

2.21E+04士1.65E.卜03 2.40E+04士2.49E+03

0.60i 0.03 0.65*0,06

28.64
Tridecaae,6-cyclohexyl-

6.环乙基十三烷
2.07E+04--7.64E+02 0.57-4-0.04 9.42E+03i-6.23E.卜02
0.65士0.19

22,4-三甲基戊基 3,55_三甲基己酸
34.50

1.19E+04±=2.51E+02 2,4,4?Trimethylpenlyl,
3,5,5-trimethylhexanoate

0.33士0.03

1.73B∞4士9.35E+02

1.20i

0.35

17

福建农林大学硕士学位论文

温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

邻苯二甲酸二异丁酯
36.62 Dibu母l

1.97E+04士7.9矩+02
3.70E+06±4 45E+05

0.54+0.05

6.04E+03“.02E+02

0.44士0.16

phtiml缸e
100 00士2.17 1.70E+06-±4 47E+05 100.Oo士15.59

总计

22种

图3

20℃菜心挥发性物质总离子流图

Fig.22 Total ion chromatography of the Brassica parachinensis volatiles at 20"(2

图4

20℃虫害菜心挥发性物质总离子流图

Fig.23 Total ion chromatography of the herbivored Brassicaparachinensis volatiles at 20℃

表2 20"C菜心被小菜蛾取食后释放挥发性物质成分及其含量
Table 2 Component and content of volatiles from Brassica parachinensis damaged by Piutella xylostella at 20℃

18

福建农林大学硕士学位论文

温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

正常叶片Intact 保留时间 挥发性物质组分 峰面积
Peak area(count) time(min)

leaves

虫害叶片Herbivored

leaves

峰面积 比倒(%)
Percentage of

峰面积

峰面积Peak硼

含量(%)
Percentage of

础area
(Mean土SE)

peak翻魄
(Mean土SE)

14.98

a-筚澄茄油烯a-Cubebene l’2,3,4,4a’5,6,8a-A氢化.7-甲基. 4-甲基乙基.1-(I-甲基乙基)萘

2.73E+03±2.40啪2
1.47E+03:L2.41Bm2

1.47e 0.05

15.03

0.79哇0.09

Naphthalene,1,2,3,4,4a,5,6,8a-octahydro- 7-methy|-4-methylene-I-(1-methylethyl)-
16.18

十一烷Undecane 2-正-丁基.1.亚甲基环丙烷

1.90B}04士2.64E埘
1.98E.4-04:±2..48E+02

0.84+0.10

3.45E+03:E2.39Bm2

1.87.4-0.05

16.55

0.88士0.02

2-n-blltyl-1?methylenecyclopropane
16.56

十六烷Hexadecane
1,2,3,4,4a,7-六氢-l,B

8.21E+04士7.41E+03

43.44圭0.69

二甲基—4-【1-甲墓乙基)?萘
17.15

3.65E+04.4-I.04B棚

1.63士0.00

Naphthalene,hexahydro-1,6-

dimethyl-4-(1-methylethyl)-,【Is-(1矗)】
17.84
18.8l

2-丙基一l一癸醇2-Propyldecan-1..oi 大栊牛儿烯D
Germacrene D

5.59E+04士1.56E+03

2.49i 0.13 3.59-j:0.06

4.67E+03士4.19E+02

2.52士0.09

8.04E+04士i.20E+03

3.甲基.4.6.二叔丁基酚
19.09

2.&4E+03士1.99E+02

1.54+0.04

34以酣岍-4,6-di4en-bulyl-ph锄ol 2,6,10-三甲基十二烷
19.32 Dodec卸e,2,6,10-trimethyl?

4.42E'+03士3.52Bm2 2.正.丁基.1.亚甲基环丙烷

2t39士0,07

19.93

8.29E+04"士1.92E+03 2-n-butyl—l-methylenecyclopropane

3.70士0.17

2.82E+03士3.09E+02

1.52士0.08

21.64 21.8l 21.83

2?丁基辛醇l-Octan01.2-butyl? 2一丙基?1一癸酵2-Propyldecan?i..ol 十六烷醇1-Hexadecanol 2,6.二叔丁基—4-甲基苯酚

6,7lE+04士I.8lB}03

3.00士0.15

8.55E邶士5.60E_卜02
1.89E+03士1.59E+02
1.92E+03士1.64E+02

4.64+0.14 1.02生O.03
1.04-士-0.03

21.92 ButylatedHydroxytoluene

8.05E+04+!.14E+04

3.56士0.42

2.82E+03:L2.23肿2
2.77E+03士2.2距+02

1.53.4-0.04

2,6-二叔丁基—4.甲基苯酚
22.54
Butylated 3.44.4-0.36

1.50i 0.05

Hydroxytoluenc

1.(乙烯基氧基)十六烷
23.08 5.83±0.27

Hexadecane,I-(ethenyloxy)- 1-(2—羟基乙氧基)十三烷
23.47

7.27E+04+1.44E+03 1-r2-Hydroxyethoxy)trideeane

3.24±0.03

24.13 24.40 24.43

十六烷醇1-Hexadecanol 十七烷醇1-Heptadecanol 二十烷
Eicosane 2.12E.卜05士2.37E.p04

1,51.4-0.01

1.36E+03士7.13E帕1
5.91E+03士6.22E_卜02 1.00E+04士7.81E+02

0.69士0.06

9.42士0.83

2.98±0.10 5.08:t:0.20

i-(2掘基乙氧基)十三烷
24.53
1.70E-卜05±7.14E+03 7.57土0.12

1以-Hydroxyethoxy)tridecane
24.70

十七烷醇l-Heptadecanol

2.28E+05士1.08E+04

10.16土0 19

19

25.02

十九烷Nonadecane 2,6.10.三甲基-十二烷

一一-_一_-I_●___●_--●-___l_●_-l-__ll_l-_________--______●_-l●l-一
1.92E+04士2.81E+02 0.85士0.02 2A6E+03士l,58E+02 1.25+0.07 0.49--t 0.02

25.40 26.90

Dode锄e,2,6,10-trimethy|-
十六烷醇1-Hexadecanol 十九烷 雪松醇
Nonadecane Cedrol 6.40E+04--.士3.07E+03 1.16E+04d0..60E+02

0.94+0,01
2.&6士0.21 O.52±0.02

26.9l
27.52

1.65E+03±2.07E+02

0.83士O.04

二.(3,5,5-三甲基己基)醚
28.52 29.12

Bis-(3,5,5-1rimelhylhexyl)ether

5.28E埘±1.24E+03
5.59E+04.士1.03B}03

2.36±O,1



7.72E+03士5.52E+02

3.92i 0.19

二十一烷Heneicosa血e 6.环乙基十三烷

2.49i-0.03

29.63 Tridecane,6-cyclohexyl- 30.24

2.51B田5士1.34E+04

1I.1鼬0.31 1.04E+041"6,74E+02

二十二烷Docosaue 2,6。10,14.四甲基十五烷

1.81E+05士8.14E+03

3.06圭0.13

5.31士0.30

31.65 Pentadecane,2,6,10。14-tetramethyl-
31_7l

3.71E+04"士7.96E+02

1.66士0.07

2一甲基十七烷Heptadec卸ne,2-methyl-

2.46E+04:*,2,54E棚

1.D蛀0,08
2.19E+03土1.57王’+02
1.11士0.05

3,7---甲基.1.6.癸二烯-3-醇4酮
33.56 3.7.Dimethyl-l,6-octadien-3一ol-4-one

3,5.二叔丁基4羟基苯甲醛
34.1l

1.17E+04-x-9,02BHl2

0.52--£0,05

3。5.di-ten-Butyl-4-hydroxybenzaldchyde

2.(2-四呋哺).甲基四氢毗喃
36.04

1.04E+04:b3.23B}02

0.47士0.00

2-(2-Tetrafmyl)methyRelnlhydropyran
38.24

郐苯二甲酸二异丁酯Djbutyl

phthalate

1.13E+05:垃..24E-+-04

5.11士1.16

2.34E+04:E2.16E+03

11.82--EO.37

12.苯二甲酸丁基.2.甲基丙基酝
39.1l

1,2-Benzenedicarboxylic aci正
butyl 2-methylpropyl
ester

1.66E+03士2,14E+02

0.83"-0.04

41.37

邻苯二甲酸二异丁酯DibuV/l phthalale
40种

1.26E+04土9.97E+02
2.24E+06-j:1 36E+05

0.56士O.03

1.77E+03:t:9.33E+01 1.91E+05士1.64E+04

0.91+0.09 100

总计

100.00-土5

10

oo土2

98

图5

25"C菜心挥发性物质总离子流图

Fig.24 Total ion chromatography of the Brassica parachinensis volatiles at 25℃

20

福建农林大学硕士学位论文

温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

图6

2512虫害菜心挥发性物质总离子流图

Fig.25 Total ion chromatography of the herbivored Brassica parachinensis volatiles at 2512

表3 2512菜心被小菜蛾取食后释放挥发性物质成分及其含量
Table 3 Component and content of volatiles from Brassica parachinensis damaged by Plutella xylostella at 2512
-●●--_-____--一I______-_●-l---__-_-●●_-●-I●_-●●l●__l_-____●_-_______●_-_____l-_l___-l_____-I__●-__I_--_-_--__●●--_--_-_●_●_-l___●_●____---ll__-_●

正常叶片Intact 保留时间 挥发性物质组分 峰面积
Retention Peak

leaves

虫害叶片Herbivored

leaves

峰面积
比例(%)
Percentage of pcakarea

峰面积 峰面积Peak area 含量(%)
Percentage peak

area(count)

of

C011鲥tueats ofvolatiles time(min) (Mcar吐SE)

(MCall土SE)

area

(Mean土SE)
0.64士0.02 4.91士o.04

(MearthsE) 5.53E+03士1,82E+02
1.19土0.01

11.45 12.26

十一烷Undecane 柏木烯
Cedrene

3.30E+04士1.29E+03

2.52E+05士8.78E埘
5.1

2.亚甲基.10.十—烯醛
13.46 2-Methylene-10-undecenal 14.1l
14.52

lE州)5±3.42E+04

9.95士o.53

2?丁基辛醇1-octanot,2-bIItyi- 2-丙基-1.癸醇2-Propyldecaa?1-oi

2.47士0.00

7.87E+03士2.31E+02 8.29E+03士2.90E+02

I.7n±o.01
1.79i 0.03

(IaR,4R.4aR,7b¥-)-la-la,2,3A,4a,…5





八氢化-l,l,4,7一本甲基一1H-环丙feJ奥
(1aR,4R,4aR,TbS)-la-la,23,4,4a,
14.82

3.70E+03士1.55E+02

0.80i 0.02

5,6,7b-octahydro-1,1,4,7- tetramethyl-1H-cyclopropane 15.90
16.1l

2.十一烯醛2-Ondecenal 十四醇 十七烷醇
1-Tetradecanol I-Heptadecanol

6.66E+05±2.29E“M 4.07E+04士1.84E+03 2.5lE+041.08E+03

12.95土0.12 0.79±0.03
0.49生0.0l

16.36 16,75
17.4l

2.41E+04士7.94E卅)2 6,99E+04士2.01E+03

5。21士0.03 15.11.4-0.07 5.37士0.15

十六烷Hexadecane 二十烷
Bicosane

8.73E+04士3.72E+04

1.69-2:0.72

2.49E+04土1.03E邶
1.58E+04±-8.28E+02

22,4-三甲基戊基3,5。5?三甲基已酸
18.62

2,4,4-Trimethylpcntyl。 3,5,5-trimethylhexanoate

5.19E+05土1.91E+04

10.10圭0.14

3.42士O,16

21

福建农林大学硕士学位论文

温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

18.8l

十九烷

Nonadecane

2.13E+04i9.81E+02

4.61士0.19

2,6--叔丁基.4.甲基苯酚
19.08
Butylated Hydroxytoluene 19.10 4.19E+03il.75E+02

0.90士0.03

二十二烷Docoszle 2,4---(1,1?二甲基丙基)苯酚

1.34E+05士1.10E+04

2.60士0.22

1.83E+04士5.77E+02

3.96士o.08

1.75E+04士1.03E+03

3.78=t:0.2l

19.18

Phenol,2,4-his(1,1-dimethylpropyl)-

二?(3'5’5?三甲基己基)醚
3.94E+05士1.20E+04 19.28 Bis-(3,5,5-trimethylhexyl)ether
7.67士0.06

2,58E+03士1.02E卅)2

0.56±0.02

矗环己基十三烷
19.30 Tfidecane,6-cyclohexyl-
1.49E+04士4.89E+02 3.22士0.05

二?(3。5,5.三甲基己基)醚
19.54

3.96E+05士1.54E+04

7.70士0.24

Bis-(3,5,5-trimethylhexyl)ether 2,6,10?三甲基十二烷
20.02 Dodecalle,2,6,10-1rimethyi-
6.07E+03士1.68E+02 1.31+0,00

3,7,11,15.四甲基一1.十六烷醇
20.05

6.58E+05:e2.06E+04 l-Hexadecanol,3,7,1l,15-tetramelhyl-

12.她0.02
2.53:b0.06

2,6,10,14一四甲基十五烷
21.29 Pentadecane,2,6'10,14-tetramethyl-
1.30E+05士4.45E+03

4.23E州士1.32E埘
7.05E+03+2.23E+02

9.14士n09

2-(2.四呋哺卜甲基四氢毗哺
21.29 7.03E+04:£2.19E+03

1.37士0.00

1.52*O.01

2-(2-Tetrafuryl)methyltetrahydropyran
21.58

十七烷醇1-Heptadecanol 6_环己基十三烷

5.38E+03-+-2.06E+02

1.16i 0.04

21.90

0.69士0.03

Tridecane,6-cyclohexyi-

I-(乙烯基氧基)十六烷
23.oo 3.24E+05+1.3lBKl4
6.3l士0.20

Hexadecane,!-(ethenyloxy)-
23.31
24 88 25.68 26 69 27.19

1.十六烷醇1-Hexadecanol 雪松醇 十九烷
Cedrol
Nonadecane

2.65E+05士1.30E+04

5.15士0.18

2,82E十D4士1.13E埘
2.2l

6.09"-0.15

E.∞3i6.24E+01

0.48i-0.00 3.99士0.13
3.75士0.1l

2.1 lE+04士7

04E+02

0.41士0.01

l,84E+04吐8.27E+02
1.73E+04士6.54E+02

二十一烷Heneicosane 二十二烷Docogane 邻苯二甲酸二异丁酯Dibulyl
phthalate 3.98E+05士1 60E+04 7.76士O.25

1.61E+04:1:6.82啪2
5.73E+04士1.66E+03 4.83E+03-士1.63E+02 2.65E+04i8.20E+02 0.52士0.01

3.49-±o.12 12.3&£-0.07 1.04a=O.01

28.12
30.23

邻苯二甲酸二异丁醋Dibutyi phthalate 1.2.苯二甲酸丁基.2.甲基丙基酯

32.35

1,2-Benzenedicarboxylic acid,
butyl 2-methylpropyl
ester

6.11E.+-04:±=2.15E+03

1.19士0.03

1.12E+04士4.ME+02

2.41士0.05

3,7.1l,15.四甲基一1.十六烷醇
33.52

4.37E+03士i.75E化0.94士0.02
3.54E+06=E2 42E--05 100.Oo士2 89 4.63E+05士I.67E+04

l-Hexadecanol。3,7,1l,15-tetramethyl-

总计

35种

100.oo±l

87

福建农林大学硕士学位论文

温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

图7

30℃菜心挥发性物质总离子流图

Fig.26 Total ion chromatography of the Brassica parachinensis volatiles at 30℃

图8
Fig.27

30"C虫害菜心挥发性物质总离子流图

Total ion

chromatography of the herbivored Brassica parachinensis volatiles at 30℃

表4 30"C菜心被小菜蛾取食后释放挥发性物质成分及其含量
Table 4 Component and content of volatiles from Brassica parachinensis damaged by Plutella xylostella at 30‘C 正常叶片Intact 保留时间 挥发性物质组分 峰面积
Retention Peak leaves

虫害叶片Herbivored

leaves

峰面积
比例(%)
Percentage

蜂面积 峰面积Peak
of
are国.

含量(%)
Percentage peak
area

area(count)

of

time(mm)

peak (Meam土SE)

area

(MearthsE)
0.89士0.01 1.63i

(MearthsE) 1.02E+04士4.54E+02
3.73E+04士2.43E+03 0.81士O.02

14.89 15.20

十一烷

Undecane

3.26E+04+7.68E+02 6.00E+04:£3.03E+03

1.十三烯l-Tfidecene 2一丁基辛醇1-Ocumol,2-butyl- 2.十一烯醛2-Uedecenal 2?丁基辛醇I-Octan01.2-bull-

0.06

2.吠.吐0.Ol 0.90士0.04

16.00 17。25
20.12

1.13E+04+5.26E+02 !.73E+05-士1.02E+04 1.29E+05i3.43E+03
4.71士0.21 3.5110.03

9.15E.+03±8.16E+02

O.72+0.03

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

2,6。10-三甲基十二烷
20.37

I.90E-m4+I.39E+03 Dodecmlc,2,6,10-trimethyl-

1.51±0.01

2矗二叔丁基4甲基苯酚
20.4l 21.78 Butylated Hydroxytoluene 4.03E+05士1.59E+04

10,97:t:0.24

8.77E.∞3土6.19E+02 1.90E+05士2.07E+04

0.70士0.00
15.02±0.90

1.十五烷醇I-Pentadecanol 2.正.丁基.1.亚甲基环丙烷 4.铂E+05士1.19E+04
2-n-butyl-l-methylenecyclopmpane 13.24:t:0.14

22.68

22.99

2-丙基?l-癸醇2-Propyldecaa一1-ol 十四醇I-Tetradecanol 十六烷Hexadec卸ne 二十二烷DocosaIlC 雪松醇
Cedrol

3.7刚5士8.95E.卜03
4.41E+05士1.59E+04 2.00E+O和:5.71B加2 1.29E+05-4-3.79E.P03 8.55E+03士2.89E.卜02

10.29士0.06
12.03士0.44

4,91E+04:t3.66E.加3
7.20E+04:£4.73E+03

3.89士0.05

23.3l
23.99 25.54

5.71士0.03 1.19士0.02 1.酗洼0.0l 6.58士0.03 3.51士0.02

0.54士-0.00 3.52士0.1 l 0.23士0.00

1.50B埘±9.08B}02
2.09E+044-1.4班I+03
8.29E+04士5.53E+03 4.42E+04士2.93E十03

26.04 26.69

二十一烷Heneicosane 5-环己基十二烷

27.15
DodeCal"le,5-cyclohexyl-

1.73E_旧5:£-9.03B卜03

13.76士0.17

3,7,11。15-四甲基一1.十六烷醇
27.48 1-HexadecanoL 3,7,ll,15一teuamethyl-
27.73

7.95E_∞3-4-4.95B“)2

0.634-0.Ol

二十烷Eicosane 1.十六烷醇l-Hexadecanol 十七烷醇1-Heptadecanol 二-(3,5,5?三甲基己基)醚

1.10E+05土=2.99酎.03

3.00士0.02 0.41士0.00 8.85+0.09 7.60E.呻3士5.16E+02 0.60i 0.00

28.23
28.55

1.51E+04-士3,23踟2
3.25E+05士9.98E+03

30.25

6.82BH)4土2.19E_卜03

1.86i

0.02

8.40E+04:L5.83E+03

6.67士O.02

Bi“3,5,5?砸methylhexyl)ether
30J30

十九烷Nonadecane 2,2,4-三甲基戊基, 3,5。5.三甲基己酸

6.00E+04-‘-2.11日由3

1.63士0.03

5.51E+044-4.1lE+03

4.37士0.05

31.99 2,4,4-Trimethylpentyl, 3,5,5-uimethylhexanoate
33.14 34.32

2.15E+05士5.24踟3
9.48E+04士2.92E埘

5.86士o.06

4.78E+04:e4.33BH}3

3.79:L-0.14

二十烷Eic,osane 1.十六烷醇i-Hexadec,anol 2-(2.四呋喃卜甲基四氢毗喃

2.58士O.08 2.10士0.10 1.19E+05士7.09E+03
9.45士0 49

7.73E+04:£4.74踟3
1.77E+04:E-2.24BHl2

34.54

0.48士0.01

3.86E+04:E2.53E_旧3

3.07士0.20

2-(2-Tetrafuryl)methyltetrahydropyran
36.34 36.62 38.39

二十一烷Heneicosane 邻苯二甲酸二异丁酯Dibutyl phthalate 邻苯二甲酸二异丁酯Dibutyl phthalate 1,2.苯二甲酸丁基.2.甲基丙基醋

1.58E+04士4.01鲫2
3.47E+05士I.02E+04
2.12E+04士-6.21E+02

0.43士0.oo
9.454-0.07

1.25E+05:E7.24E埘
1.05E+04:L-6.77B“12

9.98土0.28

0.58.-t:0

00

0.84士0.00

39.99

1,2-Benzenedicarboxylic aci正4.35E+04_士1.33E+03 butyl 2-methylpropyl
ester

1.18土0.02

2.12E+04j:1.41E+03

1.68士0.00

总计

30种

3.67E+06士l

18E+05

100.Oo±l

80

1.26E+06-士8.94E+04

100 00"土2.56

24

福建农林大学硕士学位论文

温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

图9

35"C菜心挥发性物质总离子流图

Fig.28 Total ion chromatography of the Brassica parachinensis volatiles at 35℃

图10

35℃虫害菜心挥发性物质总离子流图

Fig.29 Total ion chromatography of the herbivored Brassica parachinensis volatiles at 35"C

表5
Table 5

35℃菜心被小菜蛾取食后释放挥发性物质成分及其含量
Component and content of volatiles from Brassica parachinensis damaged by Plutella xylosfella at 35℃ 正常叶片Intact Leaves 虫害叶片Herbivored leaves 峰面积 峰面积Peakarea
of

保留时间 挥发性物质组分 峰面积
Retention Peak

峰面积
比例(%)

含量(%)
Percentage of

a嵋a(co山n)Percentage peak

Constitueats ofvolatiles
time(min)

a嗽

(Me址SE)

(Me黜SE)

peak

area

(Mean--ESE)

(Mear注SE)

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

2.亚甲基.10.十一烯醛
18.42 1.90E+04:b1.53E+03 1.22士0.04

2-Methylene-10-undecenal

4.7.二甲基十~烷
18.79 1.00E+05士8.50B}03 1.90士0.06

1.3lE埘士7.13E+02

0.85士0.04

Undeca血e,4,7-dimethyl-

2,6.10.三甲基十二烷
20.1l

1.32B旧5士1.54E+04

2.铝士0.15

Dodecane,2,6,10-Uimethyl?

2.6.二叔丁基4甲基苯酚
20.38 Butylated Hydroxytoluene
1.26士0.03

2-(2.四呋喃)_甲基四氢毗哺
21.62 2-(2-Tetrafuryl)methyltetrahydropyran
2247 1.65E_卜05士2.45E+04

3.仍I士0.1



十六烷

Hexadecane 4.51E+05士3.70E+04 1.98E+05±2.15E+04 6.87E+05士1.23BH)5 8.55士0.32 3.73士0.16

1.71E+04-4-1.70E+03

1.10士0.06
4.55+0.16

22.67
22.77 22.98

十四醇i-Tetradecanol 十六烷醇l-Hexadecanol 十七烷醇1-Heptadecanol 十四醇1-Tetradecanol 十九烷Nonadecane 二.(3’5’5-三甲基己基)醚

1.38E+05:L8.41 E.卜03
1.45E+04圭2.16E+03

8.954-0.49

12.75±0.88 8.31-20.17
0.93+0.02

0.93:t:0.1l
3,75-4-0.00 4.91士0.05

23.29



40E+05“.4lE+04

5.80E+04I:3.49E+03 7.61E+04:E5.02E+03

2362

4.93E+04士5.71E+03

24.2l

9.90E+04:t:7.79E-卜03 Bis-(3.5,5-trimethylhexyl)ether

6.39士0.19

24.48

十六烷醇1-Hexadecanol 二.(3.5,5-=甲基己基)醚
4.89土0.26

1.00E+05:b7.93Bm3
9.73E+03i-6.43E+02

6.45:1:0.19

25.33 Bis-(3,5,5-trimethylhexyl)ether
25.54

2.6lE+05土3.68E+04

0.63士0.05

二十烷

Eicosane

1.98E_m5士1.50E+04

3.76土0.18

5.63E+04士3.95E+03

3.63-士-0.06

3,7,ll,15.四甲基.1.十六烷醇
26.92

l-Hexade锄ol,3,7'l 1,15-tetrmnethyl-
5.环己基十二烷
2.19E.卜05士1.35BHl4 Dodecane,5-cyclohexyl-

1.07士O.01

27.20

14.14:e0.04

1-(乙烯基氧基)十六烷
27.5l

1.26E+04+7.35E+02

0.82士0.05

Hexadecane,1-(ethenyloxy)- 27.75

2-甲基十七烷Heptadecane。2-metllyl-

9.66E+04:£6.23B}03

1.88士0.29

9.66E+04i-6.23E+03

6.24"-0.18

3,7-----基.1,6.癸二烯.3.醇4酮
27.84 6.24E.卜03±3.94E.卜02

0.40士0.00

3,7-Dimelhyl-!,6-octadien-3-ol-4-one

6.环己基十三烷
28.2l

6.75E+05+1.15E+05 Tr/decane,6-cyclohexyl-

12.5s士n75

1.81E+04±-6.74E+02

1.17士0.02

30.29

二十—慌Heneicosane
3,7,ll?三甲基-l?十二烷醇

I.12E.∞5士1.34E+04

2.1l士0.Ol

5.99E+04士3.69E+03

3.跃洼0,Ol

31.28 1-Dodecanol,3,7,1 l-trimethyl-

1.73E.吣5士2.32B加4

3.25士0.05

31.87

二氢万寿菊酮Dihydrotagetone 2,2,4.三甲基戊基, 3,5,5.三甲基己酸

6.28E+04士4.68E螂4,05+0.10

31.97

3.25E+05士5.57E+04 2,4,4-Trimethylpentyl, 3,5,5-trimethythexanoate

6.03士o.42

1.15E+05士8.00E+03

7.44±0.12

33.1l 34.30 34.46

二十烷Eicosane 二十二烷Docosane 十九烷
Nonadecane

4.20E+0衄2.84E+04
1.78E+05+1.41E+04 3.96E+04i4
93E+03

0.914-0.67 3.4l士0_33
0.75+O.01

2.76E+04:L1.68B+03

1.78士0.00

26

福建农林大学硕士学位论文

温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

3,7。1l,15.四甲基一l-十六烷醇
34.51

4.06E+04士4
I-HexadocanoL 3,7,ll,15-te缸'amethyl?

40E+03

0.77士0.Ol

6.79E+03--25.81E+02

0.44士o.02

36.59
38.34

邻苯二甲酸二异丁酯Dibutyl pMhalate 邻苯二甲酸二异丁醢Dmmyl

5.黔E+05±5.62E+04



1.16a:0.56

1.32E+OS-a:7.29E+03 I.77E+04+1.18E+03

8.57i 0.19

phtha№
acid.

3.54E+04st3.8l邮0.67士0.01
8.29E+04j:-4.15E+03
1.59-a:O.1 1

1.1钍0.01

1,2.苯二甲酸丁基-2-甲基丙基酯
39.94 12.Benzenedicarboxylic
butyl 2-methylpropyl

3.01士0.02

ester

总计

35种

5.32E+06-±7.06E+05

100.oo土5.94

1.55E+06-a:1.02E+05

100.00i2.39

表6不同温度下菜心虫害前后释放的挥发性物质
Table 1 The volatiles of from control and Brassica parachinensis damaged by Plutella xylostella at different temperatures 物质种类
Species of Volafil嚣

分子式 化合物名称
Compound Name
Formul8

分子量
Molecular

wei蛳

二氢万寿菊酮 萜烯类化合 a-筚澄茄油烯 柏木烯 3,7。11.三甲基十二醇 大枕牛儿烯D 3。7.二甲基.1,6-癸二烯-3一醇.4-酮 物及其衍生

Dihy&omgetone a-Cubebene
Cedrene

CloHlsO C15H24

154

204 20_4 228
204 168 212 204

C1丑24
C15H320

1-Dodecanol,3,7,l

i-trtm劬y1.

Gel'lllecl-ene D 3,7-Dimethyl?l,6-octadien-3-ol-4-one

C15H24 C10H1602
C15H32

2,6,10.三甲基十二烷Dodeca西e,2,6,10-trimethyl- 长叶烯
Junipene

C15H24
C15H24

l'23A,4a,7一六氢一1§二甲基—“l一甲基乙基)?萘
Naphthalene,1’2’3,4,4a,7,hexahydro-I,6-dimethyl-4-(1-methylethyl)-,【Is-(1a)1 (1aRAR,4aR,TbS)-1a-Ia,2,3A,4a,5,6,7b-]k氢化.1,l’4,7-本甲基?l H.环丙【e1奥

C15H24
(1aR,4R,4aR,7bS)-Ia-Ia,2,3A,4a,5,6,7b-octahydro-1,l,4,7-tetramethyl?1H-cyclopropane

204

27

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

1,2,3,4,4a,5,6,8a-A氢化.7.甲基-4.甲基乙基.1.(1-甲基乙基)荣
c”H24 NaphtlIaIene,l'2,3,4’4a’5,6,8a.。ctabydro-7.me也yI-4.metllyl蛐e-1.(1.nlelllylelI黟1)-



雪松醇



Cedrol

C]5H260

222


:碹



嚣 厘 髫

^1uj8v参毫,f§ad
i—pI.

暄 鹫 g 龌 霉 称 袋

^IuTl8v口名鲁兰々皇Jo露每)IB出

图11在不同温度下总峰面积的变化
different temperatures

图12在不同温度下烃类物质峰面积的变化
Fil 12 Peak

Fig.1 l

Total peak

alrea

a1

area

ofhydrocarbon

at

different temperatures

28

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响




鹫 窨


霉 糕 臻 梧

^luIl8v罂。鼻13lJo

窭 巨 誊 窖 惺 S 称 铉

d譬∞蔷ad

^-善8v—oIl8苷Jo§冀蔷出

图13在不同温度下萜烯类物质峰面积的变化
Fig.13 Peak ofterpene at different temperatures Fig.14 Total

图14在不同温度下醇类物质峰面积的变化
ofalcohol
at different

arca

peak

area

temperallIres

聪 暄

堂 窨 餐 霹
称 船 ^甚,8v岳lsao 器皇_嚣每

氍 陋 譬 g 蜷 霹 粼 鑫

^lu,8v罟黟caq一毒0Jp奎 芒譬惹‰

图15在不同温度下酯类物质峰面积的变化
Fil l


图16在不同温度下酚类物质峰面积的变化

Peak

alga

ofester al different temperatures

Fig.16Peak areaofhydroxybenzene

氍 旧 髻 雹


雾 粼 键

娶 喧 攀 g 蜷 霉 谣 诔

^lu暑口v

^喜8v等皇 iJo器≈芬出

8一nB—o^.I∞专jo日p哥酱ad

图17在不同温度下醛类物质峰面积的变化

圈18在不同温度下其余物质峰面积的变化

Fig.17Peak areaofaldehydeatdifferenttemperatures

Fig.18Peakareaofothervolatilesatdifferenttemperatures

29

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

^luj8v

嚣阻啬-g窿将瑚}.寸醐卜骂¨-9‘N

芒墨互奢2夏}I薯曼蕾j∞J0日譬茵∞山

窭恒毒.暑毋_L昧¨甾融¨将黟

‘p一等夏×o七8一tlQ∞吱_Jo日p≈酱若
图19在不同温度下2,6-二叔丁基—4.甲基苯酚峰面积的变化
Fig.19 Peak

^=暑8v-暑二一&2dIh暑。早H)sIq

11120在不同温度下邻苯二甲酸二异丁酯峰面积的变化

area

ofbmylated

Hydroxytoluene

Fig.20 Peak

aera

of I,2-Benzenedicarboxylic acid,

at different

temperatures

his(2?methylpropyl)egtcr

at

differem temperatures

^摹v ^零v

捌如g称鼗撂

gqJ_30p至-glu8∞置矗2ad

D口adJ里o_l量口8警备。u-ad

图2l在不同温度下烃类物质百分含量的变化
Fig.21 Percentage content ofhydrocarbon

图2z在不同温度下萜烯类物质百分含量的变化
Fig.22 Percentage content ofterpene

缸different temperatures

at different temperatures

以下为各个温度下挥发物中含量较大的物质。在15℃下,2,6一二叔丁基-4- 甲基苯酚百分含量在85%以上。在20℃下,十七烷醇和6一环乙基十三烷百分含 量都在10%以上,邻苯二甲酸二异丁酯的含量也在5%以上。在25℃下,2一亚甲 基一10一十一烯醛、2一十一烯醛、2,2,4一三甲基戊基3,5,5一三甲基己酸、二一

(3,5,5一三甲基己基)醚和3,7,lI,15-四甲基一卜十六烷醇都在10%以上,邻
苯二甲酸二异丁酯含量也在7%以上。在30℃下,2,6一二叔丁基-4-甲基苯酚、 2一正一丁基-1-亚甲基环丙烷、2一丙基-1-癸醇、十四醇和十七烷醇含量都在10% 以上,邻苯二甲酸二异丁酯含量也在9%以上。在35℃下,十四醇和6一环己基 十三烷的含量都在10%以上,邻苯二甲酸二异丁酯的含量也在1 1%以上。

30

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

以下为正常菜心挥发物总峰面积及各种类物质方差分析,采用单因素方差 分析,LSD多重比较,t测验进行检验。从总峰面积的各分析结果可知,t---4.888, F=4.573,P=0.023<0.05,dfl=4,df2=10,表明总峰面积存在显著差异。如图1l

所示,15。C,25。C,30。C个温度之间,挥发物总峰面积无显著差异(P>O.05),其
余温度之间峰面积总量均有显著差异(P<0.05)。从总峰面积的各分析结果可

知,t=10.007,F=41.908,P=-0.000<0.01,dfl=4,df2=10,表明烷烃类物质峰面 积存在极显著差异。由图12可知,20℃与30℃之间,25℃与30℃之间烷烃类 物质峰面积总量无显著差异(P>0.05),其余温度之间烷烃类物质峰面积总量
均有显著差异(P<O.05)。从萜烯类物质峰面积的各分析结果可知,t=-3.891, F=43.125,P=0.000<0.01,dfl=4,d£2=10,表明峰面积存在极显著差异。如图

13所示,除了15℃与20℃间萜烯类及其衍生物总峰面积差异不显著,其余温
度之间均有显著差异(P<0.05)。从醇类物质峰面积的各分析结果可知,t--4.900, F=37.542,P=0.000<0.01,dfl=4,df2=10,表明峰面积存在极显著差异。如图

14,除了25℃与30℃间醇类物质总峰面积无显著差异,其余温度之间均有显著
差异(P<0.05)。从酯类物质峰面积的各分析结果可知,t=-8.886,F=76.380, P=0.000<0.01,dfl--4.df2=10,表明峰面积存在极显著差异。在图15中,除了 25℃与30℃间酯类物质总峰面积无显著差异,其余温度之间均有显著差异(P <O.05)。从酚类物质峰面积的各分析结果可知,t=9.227,F=55.321,P=0.000 <O.01,dfl=4,df2=10,表明峰面积存在极显著差异。由图16可知,除了15℃

外,其余温度间酚类物质总峰面积差异均不显著(P>0.05)。图18所示,15。C 与20。C之间其余的杂物质总峰面积无显著差异,其余温度之间均有显著差异(P
<0.05)。从烷烃类物质百分含量的各分析结果可知,t=1.750,F=2307.924,

P=0.000<0.01,dfl=4.df2=10,表明烷烃类物质百分含量存在极显著差异。如
图2l,各温度之间烷烃类物质百分含量均有显著差异(P<0.05)。从萜烯类物

质百分含量的各分析结果可知,t=3.816,F=246.267,P=0.000<0.01,dfl=4,
df2=lO,表明萜烯类物质百分含量存在极显著差异。由图22可知,除了20℃ 与35℃之间萜烯类物质含量无显著差异,其余温度间其含量均有显著差异(P <0.05)。从醇类物质百分含量的各分析结果可知,t=2.928,F=915.380,P=0.000 <0.01,dfl=4,df2=10,表明醇类物质百分含量存在极显著差异。图23所示,

3l

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

醇类物质的含量在各温度间均有显著差异(P<O.05)。从酯类物质百分含量的 各分析结果可知,t=8.977,F--71。462,P=0.000<0.01,dfl=4,df2=10,表明酯

类物质百分含量存在极显著差异。从图24中可知,酯类物质的含量在25℃与
30℃之间差异不显著(P>0.05),其余温度之间均差异显著(P<0.05)。从酚类 物质百分含量的各分析结果可知,t--4.975,F=4078.454,P--0.000<0.01,dfl=4,

df2=10,表明酚类物质百分含量存在极显著差异。图25所示,除25℃与35℃ 间酚类物质的含量无显著差异,其余温度之间均差异显著(P<0.05)。图27中 可知,各温度间杂物质的含量均有显著差异(P<O.05)。不同温度下总峰面积、 烃类物质、萜烯类物质、酯类物质、醛类物质、2,6.二叔丁基.4.甲基苯酚、邻
苯二甲酸二异丁酯峰面积的处理和对照均有显著差异(P<0.05)。酚类物质面

积除25℃外,其余温度间处理和对照均差异显著(P<0.05)。烃类物质的含量
除30℃外,其余温度下处理和对照均差异显著(P<0.05)。萜烯类物质的含量

除20℃外,其余温度下处理和对照均差异显著(P<O.05)。醇类物质的含量除 30℃,其余温度下处理和对照均差异显著(P<0.05)。酯类物质的含量和邻苯
二甲酸二异丁酯的含量除30℃和35℃外,其余温度下处理和对照均差异显著(P

<0.05)。酚类物质的含量和2,6一二叔丁基-4.甲基苯酚的含量除30℃外,其余温
度下处理和对照差异不显著(P>O.05)。

2.2.2不同温度下小菜蛾咬食后的菜心释放的挥发性物质
以下所检测到的峰均为在不同温度下虫害菜心所释放的挥发物中含量在 0.5%以上的物质(见1.5)。

在15℃下检测到质谱峰16个,峰面积总和1.70

E+06士4.47

E+05(counts)。

在20℃下质谱峰24个,峰面积总和为1.91E+05+1.64 E+04(eounts)。在25℃下

质谱峰有28个,峰面积总和为4.63
25个,峰面积总和为1.26 面积总和为1.55

E+05q-1.67

E+04(counts)。在30℃下质谱峰

E+06+8.94

E+04(eounts)。在35*(2下质谱峰30个,峰

E+06+1.02

E+05(counts)。图1.10为不同温度下菜心虫害前后

挥发物的总粒子流色谱图。在所有温度下,虫害后挥发性物质总量都有所减少, 尤其是在20℃和25"C下大幅减少(图1l所示)。而且各种类物质的总量也都显 著减少(图12.16)。烃类物质、醇类物质、酯类物质的峰面积总量随着温度的
升高逐渐增加(图12、图14和图15所示)。酚类物质峰面积总量随着温度的升

32

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

高急剧减少(图16所示)。萜烯类及其衍生物的峰面积总量随着温度的升高逐渐
减少,到30。C突然增加至最大,35"C又有所减少(图13所示)。

^摹v—o暑oiJo ^摹v莹∞uJ0董3u09

鲴如窨彩盛

luoluou

棚如鲁称礤

o彗基3J主

a嚣暑口u2主

圈23在不同温度下醇类物质百分含量的变化

图24在不同温度下酯类物质百分含量的变化
Fig.24 Percentage content ofester

at

different

temperatures

^零v罟黯03东o|暑qJo 嘲如窨称盘 孵钿窨峰黎排趣

^摹v∞弓}El口≈io

lu8=8

3嚣暑c02p山

luplu8岛暑嚣3Jad

图25在不同温度下酚类物质百分含量的变化

图26在不同温度下醛类物质百分含量的变化

Fig.25 Percentage content ofhydroxybenzene

Fi&26 Percentage content ofaldehyde

at

different temperatures

^摹v

i量^l蛊j0_矗若o
嘲如g峰嚣《琼
^摹v∞pI Blo,_I童lo¨苦口曹o

u£n10蚤喜h}I
删钿g裔将媾}.,媳-L蘑¨.9‘N D鼬l£ou_I若

Q嚣Blup3|p‰

33

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

图27在不同温度下其余物质百分含量的变化

图28 2,6-二叔丁基4甲基苯酚百分含量的变化

Fig.27 Percentage content ofother volatiles

Fig.28 Percentage

content

ofbutylated

缸difierent temperatures

hydroxytolucne at different temperatures




皇 :




专 昌




.蟹






。!一^xo口蓉p3c∞罂出.q—Jo苦掌舌u彗l墨ad

图29在不同温度下邻苯二甲酸二冥丁酯百分含量的变化

Fig.19Percentage

contentofl.2-Benzenedicarboxylicacid。bis(2-methyipropyl)ester

注:CK一正常菜心挥发物,Treatment--虫害菜心挥发物。

以下为各个温度下挥发物中含量较大的物质。在15"C下,二十烷含量在10% 左右, 2,6.二叔丁基_4一甲基苯酚含量在75%以上。在20℃下,十六烷含量在

40以上,邻苯二甲酸二异丁酯含量在10以上。在25℃下,2,6,10,14.四甲基十 五烷和邻苯二甲酸二异丁酯含量都在10%左右。在30℃下,5.环己基十二烷、 1.十六烷醇和二.(3,5,5.三甲基己基)醚含量都在6%以上,邻苯二甲酸二异丁 酯含量在10%以上。在35℃下,十六烷醇、5.环己基十二烷和二.(3,5,5.三甲 基己基)醚含量都在9%以上,邻苯二甲酸二异丁酯含量也在8%以上。 以下为虫害菜心挥发物总峰面积及各种类物质方差分析,采用单因素方差 分析,LSD多重比较,t测验进行检验。从总峰面积的各分析结果可知,t=lO.729, F=IO.729,P=O.001<O.01,dfl=4,df2=10,表明总峰面积存在极显著差异。如 图11所示,20"C与15"C之间,20℃与30。C之间,20。C与35℃之间挥发物总峰 面积有显著差异(P<0.05),其余温度之间峰面积总量均无显著差异(P>O.05)。 从烷烃类物质峰面积的各分析结果可知,t=6.188,F=100.103,P=O.000<0.01, dfl=4,df2=lO,表明烷烃类物质峰面积存在极显著差异。由图12可知,15"C与

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

25"C之间烷烃类物质峰面积总量无显著差异(P>O.05),其余温度之间烷烃类 物质峰面积总量均有显著差异(P<0.05)。从萜烯类物质峰面积的各分析结果 可知,t----6.914,F---94.921,P=0.000<0.01,dfl=4,df2=10,表明萜烯类物质峰 面积存在极显著差异。如图13所示,除了20℃与25"C间萜烯类及其衍生物总 峰面积差异不显著,其余温度之间均有显著差异(P<O.05)。从醇类物质峰面 积的各分析结果可知,t=9.033,F=144.884,P=0.000<0.01,dfl=4,df2=10,表 明醇类物质峰面积存在极显著差异。如图14,除了20℃与15℃间,20"C与25℃ 之间,30℃与35℃之间醇类物质总峰面积无显著差异,其余温度之间均有显著 差异(P<0.05)。从酯类物质峰面积的各分析结果可知,t=4.677,F=157.474, P=0.000<0.01,dfl=4,df2=10,表明酯类物质峰面积存在极显著差异。在图15 中,各温度间问酯类物质总峰面积均有显著差异(P<0.05)。从酚类物质峰面 积的各分析结果可知,t=13.683,F=9.653,P=0.002<0.01,dfl=4,df2=10,表 明酚类物质峰面积存在极显著差异。由图16可知,除了15℃外,其余温度问 酚类物质总峰面积差异均不显著(P>O.05)。图18所示,25℃与15℃之间,25℃ 与20"C之间,30℃与35℃之间杂物质总峰面积无显著差异,其余温度之间均有 显著差异(P<0.05)。从烷烃类物质百分含量的各分析结果可知,t=14.456, F=53.413,P=0.000<0.01,dfl=4。df2=10,表明烷烃类物质百分含量存在极显 著差异。如图21,各温度之间烷烃类物质百分含量均有显著差异(P<O.05)。 从萜烯类物质百分含量的各分析结果可知,t=13.570,F=27.468,P=0.000<0.01, dfl=4,dr2-10,表明萜烯类物质百分含量存在极显著差异。由图22可知,除了 20。C与35℃之间萜烯类物质含量无显著差异,其余温度间其含量均有显著差异 (P<0.05)。从醇类物质百分含量的各分析结果可知,t=3.624,F=2837.893, P=0.000<0.01,dfl=4,df2=10,表明醇类物质百分含量存在极显著差异。图23 所示,醇类物质的含量在各温度间均有显著差异(P<O.05)。从酯类物质百分 含量的各分析结果可知,t=2.046,F=1079.223,P=0.000<0.01,dfl-4,df2=10, 表明酯类物质百分含量存在极显著差异。从图24中可知,酯类物质的含量在 25℃与30℃之间差异不显著(P>0.05),其余温度之间均差异显著(P<0.05)。 从酚类物质百分含量的各分析结果可知,t=14.805,F=89.322,P=0.000<0.01, dfl=4,df2=10,表明酚类物质百分含量存在极显著差异。图25所示,除25℃与

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

35"C问酚类物质的含量无显著差异,其余温度之间均差异显著(P<O.05)。图
27中可知,各温度间杂物质的含量均有显著差异(P<O.05)。 虫害后各种类物质的峰面积都有所下降,在醛类物质中表现的非常突出,除

了35℃外,在其余温度下虫害后均不产生醛类物质,而且在25。C时2.亚甲基.10. 十一烯醛和2.十一烯醛含量都超过总挥发物的10%。在每一个温度下,虫害前后
各种类物质峰面积间差异都达到显著水平。但是物质的峰面积与含量却不一定成

正比关系。如图12和图21所示,虫害后烷烃类物质的面积减小,但是其百分含量
确实增加的。再如图15和图24中,酯类物质也是如此。而邻苯二甲酸二异丁酯作

为每个温度下都出现的物质,其面积和含量的关系也类似于烷烃类和酯类物质。
这表明在15℃,20℃,25℃,30℃,35℃下虫害前后菜心释放的挥发性物质在组

成和含量上都发生了明显的变化,同时也说明温度对植物次生代谢有着重要的影
响。方差分析结果也表明温度和虫害对各种物质的峰面积和含量都有显著的影 响。 2.3小结

.根据研究报道可知(Loreto
2005:Gitelson et

et a1.,2006;Rennenberg et aL,2006:Vallat et a1.,

a1.,2003),温度对植物气味影响的研究主要集中在对森林、

牧草、作物等植物,很少有对蔬菜的研究。Turlings等(2002)研究表明温度在
22℃至JJ27℃范围内时谷类作物挥发物的释放量最大,而本文的研究结果是正常菜

心在20。C较15℃时挥发物的量减少,但是挥发物的释放量随着温度的升高呈线性 趋势,即20℃至35℃挥发物的释放量逐渐增加至最大:虫害后在15℃时挥发物的
释放量则最大,20℃至35℃挥发物的释放量也呈线性趋势逐渐增大。造成这种结 果的原因可能是一方面释放挥发物来抵御小菜蛾的继续取食,另一方面释放一些

防御物质用于低温胁迫,但这样势必造成能量的转移。实验结果表明,在不同温 度下(除15℃外)烃类物质(包括饱和烷烃、芳香烃、不饱和烷烃等)和醇类物
质不仅含量高而且种类也多,这些结果不同于以往报道的植物挥发性成分主要是 绿叶气味和萜烯类物质(娄永根和程家安,2000)。Loreto等(2006)研究表明

芦苇在高温下和强光下会释放出乙醛和2一己烯醛。对其进行突然的高温处理
(45℃)则异戊二烯的释放量随之减少。Gitelson等(2003)研究指出小麦(变 种232)在35"12下对其挥发物组分进行鉴定,结果挥发物数量超过20种(帖烯醇.a.

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松烯,甜烯萜醇和Y.烯萜醇,柠檬油精,苯,洳丁香素和反.丁香素,以及它们的 派生物,芳香烃等)。这与本研究结果是不同的。菜心高温下并未产生乙醛或2.

己烯醛或异戊二烯等六碳化合物,主要为含量较大的烃类物质、醇类物质和酯类
物质,与Gitelson结果相比,35℃下本研究仅得到少量的萜烯类化合物,如a.筚 澄茄油烯,甜没药萜醇,二氢万寿菊酮,雪松醇等。 前人的有关研究表明,植物在虫害后挥发性物质的释放量会增加(Heil
2007;Kessler and
et a1.,

Baldwin,2001;杨广等,2004),这与本研究的结果也是有区别

的。在我们试验的温度范围内(15℃.35℃)虫害后挥发物释放量都减少(图11),

各种类物质的释放量也有所减少(图12.图20)。杨广等(2001)研究十字花科蔬
菜不同品种之间虫害前后挥发性物质的释放量也是有差别的,包菜虫害后挥发性 物质的释放量也会减少,而青菜,花菜,芥菜的释放量则是增加的,而且包菜、 花菜、青菜、芥菜虫害后释放的挥发物对盘绒茧蜂的引诱力均明显增强。植物挥

发性化学物质可能有数百个,通常有一个或几个主导化合物。例如玉米的挥发性
物质至少有24种,但75%的部分是7种化合物(Buttery
and Ling,1984)。

在本研究结果中某些种类物质包括萜烯类物质、酯类物质、烃类物质、醛类 物质等在峰面积和百分含量上随温度的变化无特定的规律性,而且此方面的研究

较少,因此对于结果的讨论缺少一定的前人研究结果的依据。实验结果中在不同 温度下虫害后挥发性物质的总量都有所减少,有的则大幅减少。产生这样的结果
的原因可能为:1.植物受伤害后(特别是虫害)某些防御性物质在瞬间或短期内 (约5-6个小时)产生,有的物质以气体形式释放出来,有的物质则以液体形式 分泌出来,可能植物受伤害后挥发物更多的以液体形式释放,以气体形式释放出 来的物质的量比较少; 2.植物受伤害的程度和位子不同,叶片面积的变化也不

尽相同,因为挥发物主要是由叶片挥发出来,叶片面积减少在一定程度上也影响
了挥发物的总量。植株叶片不同位子受损也会导致其释放挥发物的总量。 在15℃下,正常菜心和小菜蛾取食为害后的菜心释放的挥发物中2,6.二叔丁

基-4.甲基苯酚的含量在70%甚至达到80%以上,这个结果在一定程度上可以解释
为什么对照和虫害菜心在15℃挥发物总量较大的原因。为何这种物质在低温下含

量如此之高?是否参与了低温下的诱导防御功能以及对小菜蛾和盘绒茧蜂的行 为有何影响?邻苯二甲酸二异丁酯及其同分异构体在菜心.小菜蛾.盘绒茧蜂三

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

级营养关系中有何作用?以上两种物质是否有生物活性?此类问题的解决还需 要进一步的生物测定。要了解挥发物中某种成分对小菜蛾或盘绒茧蜂的作用需借
助单细胞技术、气相色谱.触角电位联用技术(GC.EAG)等来筛选和鉴定活性物 质,再结合田间试验检测筛选出的化合物对小菜蛾的防治效果。由于不同种类植

物的挥发物差别巨大,本研究结果是否可用于其它蔬菜还有待于进一步的研究。

3温度对小菜蛾咬食后菜心挥发物功能的影响
3.1材料与方法 3.1.1材料

3…1 1 1供试植株
实验用青菜为香港四九菜一已,(Brassica
parachinensis

Bailey),采购于福建樟

榕种子有限公司。生长于人工气候箱中,在生长30d后,挑选出生长期较一致,
株高一致,叶片数量、大小相当的植株,每盆三株,每株5个叶片。用透明无 味的自封袋套住根部以上部位。 3.1.1.2供试昆虫 小菜蛾(Plutella xylostella Linnaeus)同上述小菜蛾饲养条件。 盘绒茧蜂(Cotesia
Plutellae

Kurdjurnov)采自福建省农业科学院植保所。室

内以小菜蛾三龄幼虫在控温控光养虫室内进行繁殖,续代。试验用蜂在 25℃.30℃,相对湿度60%.80%,光照14h,强度>1000Lx的条件下饲养,取龄期 一致雌蜂和雄蜂用于试验。
测试仪器为Y型嗅觉仪。

3.1.2实验方法

3…1 2 1生物测定方法
在人工气候箱内事先设定好温度(15℃,20℃,25℃,30℃,35℃),分别
把待测试正常植株(每盆3棵植株)在不同温度下驯化6—8h,然后在菜心顶部

套一干净自封袋;下端封住。处理则是每株叶片放l头3龄小菜蛾幼虫,取食 4h。取食完之后将虫移去,把植株放在要测试温度下驯化6.8h,也在菜心项部 套一干净自封袋,下端封住。在同一温度下用Y型嗅觉仪进行生物测定,观察

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

小菜蛾以及盘绒茧蜂的头数。小菜蛾和盘绒茧蜂的试验虫数均为每次20头。每 一温度下各重复5次。

3.1.3数据分析
本试验的数据统计分析应用SPSS(Statistical
Product and Service Solutions)

15.0数据处理系统软件进行分析(张文彤和闰洁,2004)。正常菜心和虫害菜 心各温度间差异分别采用单因素方差分析以及LSD多重比较,采用t测验进行 检验。 3.2结果与分析

3.2.1不同温度下菜心虫害前后的挥发物对小菜蛾行为的影响
小菜蛾定向行为实验测定结果得到大量的数据如表7和表8。以下为正常 菜心和虫害菜心挥发物对小菜蛾引诱量的方差分析,采用单因素方差分析, LSD多重比较,t测验进行检验。从正常菜心挥发物对小菜蛾雄虫的引诱数量的 各分析结果来看,t=O.342,F=38.467,P=0.000,dfl=4,d£2=20。由图30和图31 可知,在所有温度下,正常菜心释放的挥发物对小菜蛾的引诱活性都要比虫害 菜心强。由图30得知,正常菜心对小菜蛾雄虫的引诱量在25℃时最大,其次 为30℃和35℃。对照中,25℃和30℃间,30℃和35℃间小菜蛾数量均无显著 差异(P>O.05),其余温度间均有显著差异(P<O.05)。从虫害后菜心挥发物对 小菜蛾雄虫的引诱数量的各分析结果来看,t=0.790,F=I.1
19,P=0.375,dfl=4,

df2=20。在处理中,所有温度之间小菜蛾数量均无显著差异(P>0.05)。在所

有温度下对照和处理间小菜蛾数量均无显著差异。从正常菜心挥发物对小菜蛾
雌虫的引诱数量的各分析结果来看,t=0.296,F=29.043,P=0.000,dfl=4,dr2=20。 如图3l所示,正常菜心对小菜蛾雌虫的引诱数量在25℃,30℃和35℃相当。

在对照中,25℃,30℃,35℃三个温度相互之间小菜蛾均无显著差异(P>0.05),
其余温度间均有显著差异(P<0.05)。从虫害菜心挥发物对小菜蛾雌虫的引诱 数量的各分析结果来看,t=1.750,F=I.706,P=0.188,dfl=4,dr2=20。在处理中, 除了15℃和35℃之间,其余温度间小菜蛾数量均无显著性差异(P>0.05)。在 所有温度下对照和处理间小菜蛾数量均有显著差异。图30和图3l相比,就正 常菜心挥发物而言,对小菜蛾雄虫的引诱量高于对小菜蛾雌虫的引诱量。

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

表7小菜蛾雄虫在不同温度下对菜心挥发物的定向行为反应
Table 7 The orientation of male Plutella xylostella to the control and herbivored plants at different temperatures 温度
Temperatu” (℃) Male Plutellaxylostella(individual) (gear吐SE)

小菜蛾雄虫(头)

平均值士标准误




对照 处理 无反应虫数 对照 处理 无反应虫数 对照 处理 无反应虫数 对照 处理 无反应虫数 对照 处理 无反应虫数

8.oo 6.oo 6.00 10.00

9.00 7.00 4.00 10.00 8.00 2.00 12.00 6.00 2.00 11.00 6,00 3.00 12.oo 6.00 2.00

8.00 7.00 5.00 9.00 7.00 4.oo 12.00 6.oo 2.oo 12.00 8.00 0.00 lI.00 7.oo 2.00

S.00 8.00 4.00 9.oo 7.00 4.00 12.00 8.oo O.00 11.00 6.00 3.00 11.00 6.00 3.00

8.00 6.OO 6.oo 10.00 8.00 2.00 12.00 8.00

8.20±0.20

6.8∞=o.37
5.OO士O.45 9.60圭-0.24 7.40生0.24

坫 ∞ ∞ ∞ 衢 历 衢 ∞ ∞ ∞ 髓 必
35

7.00
3.00 11.00 6.00 3.00 12.00 5.00 3.00 l o-00 8.00 2.OO

3.O∞:O.45
11.80士o.20 6.80-i0.49 1.40-士0.60 11.60-±0.24

0.00
12.00 6.oo 2.00 11.00 6.OO 3.00

6.2∞=0.49 2.2∞=0.58
11.00-生0.32 6.60士O.40 2.40-±0.24

^口8Ilv

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图3l不同温度下小菜蛾雌虫定向行为反应的变化
The

圈30不同温度下小菜蛾雄虫定向行为反应的变化
The orientation ofmale Plutella

Fig.30

Fif,.31

orientation offemale

Plutella

xylostella越diffment temperatur嚣xylostella

at

different temperalures

注:

CK--正常菜心吸引小菜蛾头数,处理一虫害菜心挥发物吸引小菜蛾头数。以上小菜蛾虫数均为除去

无反应或反应不明显虫数后的结果。

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

表8小菜蛾雌虫在不同温度下对菜心挥发物的定向行为反应
Table 8 The orientation of female Piutella xyiostella to the control and herbivored plants
at

different temperatures 小菜蛾雄虫(头) 平均值士标准误 (Mea吐SE)
8.OO 6.oo 6.00 lO.00

温度
Temperature

(℃) 垢 坫 垢

Female

Plulella

xylostella(individual)
9.00 8.oo 3.oo lO.00 7.00 3.00 13.00 6.00 1.00 12.00 6.00 2.00 8.oo 6.00 6.00 9.00

对照 处理 无反应虫数 对照 处理

lO.00 8.oo

9.00 8.00 3.oo 11.00 7.00 2.00

8.80±O.37 7.20±O.49 4.00_+0.84 10.00±o.32 6.80±0.37 3.20±0.58 12.40±O.24 6.40±0.40 1.20±O.37 12.40±0.24 6.20±0.20 1.40±0.40 12.00±0.32 6.00士0.32 2.00±0.45

2.00
10.oo 6.00

∞ ∞ 约 筋 筋
25 30 30 30 35 35 35

6.00
5.00

8.00
2.00 12.00 6.OO

无反应虫数4.00 对照 处理 无反应虫数 对照 处理 无反应虫数 对照 处理 无反应虫数
13.00 6.oo 1.00 13.00 6.oo 1.00 12.00 7.00 1.00

12.00 6.oo 2.00 12.00 6.00 2.00 12.00 5.oo 3.00

12。00
8.00 O.oo

2.oo
12.00 6.00 2.00 12.oo 6.00 2.00

13.00
7.00 0.00 11.oo 6.00 3.00

13.oo
6.oo I.00

注:对照一正常菜心吸引小菜蛾虫数,处理一虫害菜心吸引小菜蛾虫数。

3.2.2不同温度下菜心虫害前后的挥发物对盘绒茧蜂行为的影响
盘绒茧蜂定向行为测定结果得到以下数据如表9和表10。以下为正常菜心 和虫害菜心挥发物对盘绒茧蜂引诱量的方差分析,采用单因素方差分析,LSD 多重比较,t测验进行检验。从正常菜心挥发物对盘绒茧蜂雄虫的引诱数量的各 分析结果来看,t---O.708,F=5.957,P=O.003,dfl=4,dt2=20。由图32和图33 可知,在所有温度下虫害菜心释放的挥发物对盘绒茧蜂的引诱活性都要比正常 菜心强。从虫害菜心挥发物对盘绒茧蜂雌虫虫的引诱数量的各分析来看, t----O.342,F=35.773,P=O.000,dfl=4,dt2=20。在由图33所示,虫害菜心对盘绒

茧蜂雌蜂的引诱量在30℃时最大,其次为25℃和30。C。在对照中,除了25"C
和35℃之间,其余温度间菜蛾绒茧蜂数量均有显著性差异(P<O.05)。处理中, 除了25℃和35℃之间,其余温度间盘绒茧蜂数量均有显著差异(P<O.05)。在 所有温度下,对照和处理间盘绒茧蜂数量均有显著差异(P<0.05)。由图32可

知,虫害菜心对盘绒茧蜂雄蜂的引诱量在30"C时达到最大,其次为25。C和35℃。

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

表9盘绒茧蜂雄蜂在不同温度下对菜心挥发物的定向行为反应
Table 9 The orientation of male Cotesia Plutellae to the control and herbivored plants at different temperatures

在对照中,15℃和20℃间,20℃和35℃间,25℃和30℃间,25℃和35℃间,

30℃和35℃间盘绒茧蜂数量均无显著差异(P>O.05),其余温度间有显著差异
(P<O.05)。在处理中,25℃和30℃间,25℃和35℃间盘绒茧蜂数量均无显著 差异(P>O.05),其余温度间均有显著差异(P<O.05)。在所有温度下,处理和 对照间盘绒茧蜂数量均有显著差异。由以上结果可以得知,虫害后菜心挥发物 对小菜蛾的引诱量较正常菜心有所减少,雌雄均是如此。说明虫害后菜心释放 的气味物质对小菜蛾产生了一定的拒避作用。正常菜心对小菜蛾的引诱量在 25℃达到最大,虫害后对小菜蛾的引诱量在不同温度下变化较小。从虫害后菜 心气味对小菜蛾的拒避作用来看,雌虫的敏感性要高于雄虫。而虫害后菜心挥 发物对盘绒茧蜂的引诱量较正常菜心显著增大,雌雄均是如此。说明虫害后菜 心挥发的气味物质对盘绒茧蜂有了显著的引诱作用。虫害后菜心挥发物对盘绒 茧蜂的引诱量在30℃时达到最大,而在30℃时正常菜心对盘绒茧蜂的引诱量低 于其它温度。从虫害后菜心挥发性气味对盘绒茧蜂的引诱作用来看,雌蜂敏感 性要高于雄蜂。不论是小菜蛾还是小盘绒茧蜂,雌性的活性总是大于雄性的活
42

表10盘绒茧蜂雌蜂在不同温度下对菜心挥发物的定向行为反应
Table 10 The orientation of female Cotesia Plutellae to the control and herbivored plants

at different temperatures ●●__-_____l__●---_●●●__--I__●_l__l_l●___-●____●_●_-___●●l____--__l-_____--l●--_l●l_-_●-_一II●___l-●-l__●__-_-●_l_l-____一 温度 平均值±标准误 盘绒茧蜂雄蜂(头)
Temperature ,”、
、、一,

Female

CotesiaPlutellae(jndividual)(Mean士SE)
8.00 9.00 3.00 7.00 11.00 2.00 6.00 13.oo 1.oo 4.00 14.00 2.00 6.00 13.00 I.00 7.60d-0.24 8.80生-0.20 3.60-x-O.24 6.60士O.24 11.601-0.24 1.80-士0.20 5.80-±0.20 13.20"i-0.20 1.00-生0.32 5.00-土0.32 14.00±0.32 1.00-士0.45 5.80-生-0.20 12.60-I-0,24 1.60--}0.24

15 15 15 20 20 20 25 25 25 30 30 30 35 35 35

对照 处理 无反应虫数 对照 处理 无反应虫数 对照 处理 无反应虫数 对照 处理 无反应虫数 对照 处理 无反应虫数

7.00 9.00 4.00 7。(30 12.00 1.00 6.00 13.00 L00 5.oo 14.00 1.00 6.00 13.oo I.00

8.00 9.00 3.00 6.00 12.00 2.00 6.00 14.00 0.00 5.00 15.OO 0.00 5.00 13.oo 2.00

7.00 9.00 4.00 7.00 11.00 2.00

8.00 8.00 4.00 6.00 12.00 2.00

5.00 13.oo 2.00 6.00 14.oo 0.00 6.00 12.oo 2.00

6.00 13.00 1.00 5.00 13.oo 2.00 6.00 12.oo 2.00

●II_●_ll-___-●_-_l_-●_●_●---_____●-__-l__ll_-—__●●-_l______l-__Il●-●_l____--●__--l___—_-__-_●_●___-●_----I_-_-●_--_●__I__

注:对照一正常菜心吸引盘绒茧蜂数处理一虫害菜心吸引盘绒茧蜂数。

皿 籁 g 赣 等 鐾
丰丑{ 嚣

皿 籁


赣 警
蕈}

^膏器lI。舢毒≈专_『钆窘≈,|QU



棚 鬟 靼

^pBoq)吣毒v专E是旨,G廿鼍量ko.1羔暑:Z
■虞‘v"_mt”

o暑g普o .1名昌jZ

鼍奠(℃’'-HHⅫ
图33不同温度下盘绒茧蜂雌虫定向行为反应的变化
Fig.33 The orientation offemale Cotesta

图32不同温度下盘绒茧蜂雄虫定向行为反应的变化
Fig.32 The

orientadon ofmale

Cotesia

Plu;ellae越‘fifferent

temper'z哪es

Plutellae at different temperatures

注:

CK一正常菜心吸引盘绒茧蜂头数,处理一虫害菜心挥发物吸引盘绒茧蜂头数。以上盘绒茧蜂虫数均

为除去无反应或反应不明显虫数后的结果。

43

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

性。以上结果说明表明温度和处理对小菜蛾和盘绒茧蜂均产生了显著的影响。
从数据结果的分析及图形上可以看出处理对小菜蛾和盘绒茧蜂的影响要略高于 温度。图34.39图是从不同性别的小菜蛾和盘绒茧蜂对正常菜心和虫害菜心的

行为反应进行分析,间接的从另一个角度来加强对结果的论述。但同时也可以 从图中看出不管是对照还是虫害菜心,温度对小菜蛾或盘绒茧蜂定向行为的影
响要比性别更明显。





嚣基 g毒 囊蒌
℃-

i£

:0







鼍丘‘℃)T._q吲嘧‘

图34不同性别的小菜蛾对正常菜心气味的定向行为反应 F远.34
The orientation

图35不同性别的小菜蛾对虫害菜心气味的定向行为反应
Fi935 The orienmt/on

ofdifferent gender

ofdifferent

gender ofPlu,ella

ofPlutella

xylostella to the contTol

xylostella to

herbivored plants

^暑q)v口7『a运c,壹≈邑Jo-aqgjZ

^pB∞5警专琶童嚣芎Jo-墨暑;Z

图36不同性别的盘绒茧蜂对正常菜心气味的定向行为反应
Fig.36

图37不同性别的盘绒茧蜂对虫害菜心气味的定向行为反应
Fig.37 The orientation response changes

The

orientation

ofdifferent gender

ofdifferent gender

ofCotesia Pl埘ellae to

t11e

c,ontrol

of

Cotesia Plutellae

to herbivored plants

福建农林大学硕士学位论文

温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

^苫羔v

S∞暮专 葛乏Jo.I拦暑3Z

^薯05案~墨尊喜u童‘Jo.1aq§Z

图38不同性别的无反应的小菜蛾虫数
The numbers

图39不同性别的无反应的盘绒茧蜂虫数
Fig.39 The numbers ofdifferent g舶d盯of

Fig.38

ofdifferent gender of

irresponsive Plutellaxylostella

irresponsive

Cotesia Plutellae

3.3小结

关于温度对小菜蛾以及盘绒茧蜂的定向行为实验方面的研究鲜有报道,大多 为温度对小菜蛾以及盘绒茧蜂生长发育、繁殖方面的研究。有研究报道,植物受
害虫取食为害后释放的挥发物对其天敌有引诱作用(Schnee
Pf
et

a1.,2006;Birkett

a1.,2000;Wei

et

a1.,2007;杨广等,2004),而且受害虫危害的作物释放的
et

挥发性物质可拒避同种害虫(Moraes

a1.,2001)。杨广等研究包菜、花菜、

青菜、芥菜虫害后释放的挥发物对盘绒茧蜂的引诱力均明显增强,而且四种蔬菜

对小菜蛾也有一定的引诱作用(杨广,2001)。小菜蛾幼虫及虫粪、幼虫取食的 植株、人工机械损伤植株均对盘绒茧蜂有引诱作用(杨广等,2004)。 本实验在不同温度下,利用Y型嗅觉仪测定小菜蛾以及盘绒茧蜂对菜心虫害
前后挥发物的定向行为反应。正常菜心对小菜蛾的引诱量在25。C时最大,其次为 30℃,且对小菜蛾雌虫的引诱量略高于雄虫。虫害菜心对小菜蛾的引诱量随着温 度的升高较正常菜心迅速减少,并且引诱量在25"C时最小。结果表明小菜蛾对虫 害菜心表现出一定的拒避作用。小菜蛾之所以在25℃时反应比较强烈,可能是由 于小菜蛾的室内人工饲养的最适温度为22℃.26*C(陈宗麒等,2001)。而对虫害 菜心所表现出的拒避作用可能是由于虫害后菜心产生拒避物质或者虫害菜心营 养物质发生了变化,而导致小菜蛾对其取食量减少或微取食。正常菜心对盘绒茧 蜂的引诱量在30℃时最小,在低温时(如15℃,20℃)的引诱量反而更高一点,

对盘绒茧蜂雄蜂的引诱量略高于雌蜂。虫害菜心对盘绒茧蜂的引诱量随着温度的
45

福建农林大学硕士学位论文

温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

升高较正常菜心迅速增加,30"C时达到最大。对雌蜂的引诱量略高于雄蜂。结果
表明虫害菜心对盘绒茧蜂有着强烈的引诱作用。根据施祖华和刘树生(1999)的 研究:盘绒茧蜂在低温下(15℃,20℃)活动能力较弱,随着温度升高活动能力 增强,而且盘绒茧蜂种群内禀增长力在30℃时最高。这些结果也可以为在30℃时 虫害菜心对盘绒茧蜂有着强烈的引诱作用作一个很好的解释。小菜蛾及盘绒茧蜂

在不同温度下活动能力强弱不同,因而对其功能反应的影响也不同。小菜蛾在
25℃时活动能力最强,对外界的反应也最为敏感。盘绒茧蜂在30℃时活动能力最

强,搜寻寄主的能力也最强。

4讨论
4.1植物挥发物的生态学功能
在植物周围的大环境中,任何生物都是潜在的植物挥发物的利用者。因此,

当健康、机械损伤或虫害诱导的植物挥发物进入环境时必将改变释放者、邻近植
物、植食性昆虫和天敌相互之间的关系,并对植食性昆虫及其天敌的行为产生影 响。这种影响通过食物链背后的化学信息网,波及到整个生物群落,从而调整着 整个群落的结构和组成(娄永根和程家安,2000)。

关于植物挥发物生态学功能的大量研究报道表明以植物挥发性信息化合物

为基本内容的植物一害虫一天敌三级营养关系是昆虫化学生态学的主要研究内
容,也是当前国际昆虫学界最活跃的研究领域之一。这一领域的研究不仅可在理

论上探讨物种形成的机制、昆虫与植物协同进化的模式,而且在实践上可对协调


l ,毒毒一§。瑟警『|:韵藏一麓I。晁『}下。 |.;
图40 2,6-----叔丁基一}甲基苯酚的质谱图及结构式 Fig.40
The
structure



and

m舔s spectrum ofbutylated hydroxytoluene

46

福建农林大学硕士学位论文

温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

l /\

丫l

◇~丫

hj,!甲下唑







图41邻苯二甲酸二异丁酯的质谱图及结构式
Fig.41 The structure and mass spectrum ofdibutyl phthalate

作物抗性与生物防治的协同作用,开发害虫治理新途径,如协同素、利它素的应用, 为合理安排作物间作和套作等提供理论指导(Barbosa
and

Letourneau,1988)。其中

信息化合物在这一领域主要为由害虫引导的植物挥发性次生物质
(herbivore.induced violates。HIVs)。最早发现的物质是1 988年Dicke等人,首先从二

斑叶螨(Typhlodromus urticae)为害的利马豆中分离和鉴定出来的,其具体组分为 (E).B.罗勒烯、4,8.二甲基.1,3(E),7.壬三烯(DMNT)(Dicke
and Sabelis,1988)、

里那醇(沉香醇)和甲基水杨酸酯(MESA)。现在越来越多的研究表明,HIVs在植物

一植食性昆虫一天敌的三重营养系统中是普遍存在的,不仅影响其相邻的植株,
而且在植食性昆虫寄主选择中起着重要的作用(章金明和韩宝瑜,2007)。如利 马豆被二点叶螨(Tetranychus urticae)侵染后,受侵染植株和相邻植株对捕食螨
(Phytoseiulus

persimilis)的吸引力都增大了,而对二点叶螨的敏感性降低。已

有的研究表明,虫害诱导的挥发物会对同种昆虫个体产生排斥或引诱作用。如菜 豆在受到二点叶螨严重为害时释放的挥发物,能驱避其它二点叶螨个体(Dieke,

1990)。受害后的玉米叶片也能排斥甜菜夜蛾的进一步为害(Turlings,1991)。 绿叶性挥发物也能对某些天敌产生引诱作用。女llWhitman等(1990)发现棉花的 绿叶性挥发物能激发一种捕食性胡蜂(Microplitis croceipes)的飞行行为。褐飞
虱的卵期寄生蜂稻虱缨小蜂对水稻中的一些绿叶性气味亦有明显的趋性(Cheng,


999)。此外,HIVs还有通讯作用、抑制植食性害虫产卵、取食和利于天敌产卵

和取食等功能。 本研究结果中在15。C下菜心挥发物中2,6.二叔丁基-4.甲基苯酚的含量非常

47

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

大,2,6.二叔丁基-4.甲基苯酚俗称BHT(其结构式如图40),是一种抗氧化剂, 可作为添加剂用于食品中防止腐败变质,也可增强塑料和橡胶的抗氧化性,对动

植物油脂的抗氧化作用优良。而另一种化合物邻苯二甲酸二异丁酯(其结构式如 图41)在不同温度下虫害前后都会出现,含量也比较大,这种物质对植物具有低
毒作用,也不像BHT那样具有抗氧化作用。这两种物质到底在植物次生代谢中有 何作用?以及它们在挥发物中的含量的变化对害虫及其天敌的行为有何影响? 此类问题的解决仍需进行进一步的试验测定。

4.2由温度介导的植物虫害前后挥发物变化及其对昆虫行为的影响 由结果可知,在不同温度下菜心挥发性物质的组成和含量都发生了变化,而 且在不同温度下挥发物对小菜蛾以及盘绒茧蜂也产生了一定的影响。这种变化既 有温度的影响也有虫害的影响,但是温度和虫害到底谁的影响会更大一点,这需 要进行比较深入的分析,不同的物质受这两个因素的影响效果不同。单从数据和
图表直观上来分析,从峰面积的角度来看,虫害对挥发物的影响要大于温度的影 响,而从不同种类物质的含量来看,温度对挥发物的影响要大于虫害的影响。但

是在对昆虫行为的影响上,虫害后菜心挥发物对小菜蛾以及盘绒茧蜂的影响要比
温度显著。 在当前温室效应导致全球气候变暖的大背景下,本研究从温度的角度出发, 分析温度对植物挥发性物质的影响,进一步探讨由温度诱导产生的挥发性物质在

菜心.小菜蛾.盘绒茧蜂之间协同进化关系中的作用,进而从菜心次生化合物中筛
选或人工模拟合成安全、可靠的植物保护剂,而且分子生物学手段也己广泛应用 于病虫害防治(Shiojiri et以,2006),两者的优势结合将为小菜蛾的持续防治

提供新策略。另外,本研究也可为环境因子对植物挥发性物质的影响提供参考依 据。对于本研究中某些物质如萜烯类物质的含量变化没有呈现出一定的规律性,
其原因也作了一些解释,其它物质的峰面积以及含量或者呈类似于抛物线方程变

化或者呈一定的线性方程变化,因为不同种类的物质在不同的温度其释放机理非
常复杂,要想弄清其本质还需更加深入的研究、总结。

4.3植物挥发性次生物质的前景展望

由于加强了对植物挥发性次生物质的研究,并对植物一害虫一天敌之间营
养关系进行了深入的探讨,将会深刻揭示植物防御的机理,以提供解决害虫食性

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温度对小菜蛾咬食后菜心释放挥发物及其功能的影响

选择、演化和行为生理以及天敌寄主选择行为和昆虫一植物协同进化等一系列
问题的方法,展示了这一领域良好的发展前景,也有着诱人的经济效益和重要的

社会效益。近年来植物保护剂由于其作用机制特殊、靶标专一性强且安全性高,
也越来越受到重视,而且从植物中分离并提取对害虫有防治作用的活性物质的 研究也在逐年增加。如在设计害虫生物防治新方法的理论基础、生物源农药的 开发与利用方面具有极大的应用价值,还可以应用行为控制法治理害虫、协同 治虫应用、虫情监测与虫种鉴定以及天敌的管理、利用等。因此,这一领域将 会在农林、环境和人类健康方面发挥越来越重要的作用(吕小红等,2006)。

4.4需进一步开展的工作 我们下一步的研究将通过触角电位仪与气相色谱联用技术(GC—EAG)筛
选和鉴定挥发性次生化合物中的活性成分,由于时间和技术上的原因,一直未 能正常使用。但是我们已经做了大量的准备工作,通过不断的摸索与学习,在

实验技术和条件上已趋于成熟,这将对下一步的研究奠定坚实的基础。由于触
角电位是昆虫触角上全部化感器对刺激物的电生理反应的总和(杜家纬,1988), 只能通过反应值的大小判断刺激对昆虫活性的高低,或者昆虫是否对刺激物产 生反应,而不能说明这种活性的性质是“趋”还是“避”,所以在鉴定、检测挥发 物中的活性成分时一定要进一步用风洞试验或田间行为试验进行验证,并需要 在田间昆虫的自然生境下进行鉴定。

49

垫室翌!:萎坚堕垒亘苤:坚登鏊堡垄塑垄苎垫丝塑墅堕 .塑堡奎签奎兰堡圭堂垡笙奎 ●__。●__--__-___-_-__●__-。_●●-___-_。-。___-___-I_l-_____●-●_●___●_●__-●●___-。。_。_-●___-_。_-。。。——1。_。。。——————一一。一一一

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