为了探讨植物对干旱、高温及协同胁迫的响应,该研究以木犀(Osmanthus fragrans)‘波叶金桂’为材料,采用盆栽质量控水法模拟干旱胁迫(对照、轻度、中度和重度)和高温胁迫,利用动态顶空气体循环吸附法和热脱附-气相色谱-质谱(TDS-GC-MS)联用技术对其挥发性有机化合物(VOCs)进行测定;同时测定其非结构性碳(NSC)含量及次生代谢酶活性.结果表明:干旱胁迫对‘波叶金桂’叶片NSC组分含量影响不显著;可溶性糖和淀粉含量在高温胁迫下显著降低,在协同胁迫后持续性下降,重度协同胁迫下,葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉分别比对照降低47.7％、46.4％、34.4％和38.2％.干旱胁迫和协同胁迫下3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGR)、1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原酶(DXR)活性表现出先上升后下降,而脂氧合酶(LOX)活性表现出持续性上升趋势;高温胁迫后,HMGR、DXR和LOX活性显著高于对照.干旱胁迫下萜烯类VOCs释放量表现出先上升后下降趋势,中度干旱胁迫和高温胁迫下分别比对照高37.9％和32.3％;协同胁迫下萜烯类释放量逐渐降低,干旱、高温和协同胁迫诱导醛类释放量明显增加.上述结果表明:干旱胁迫条件下,‘波叶金桂’通过NSC进行自我渗透调节,同时合成大量萜烯类化合物来提高抗旱性;‘波叶金桂’调控萜烯类化合物合成以及绿叶挥发物(GLVs)的释放抵御高温胁迫;协同胁迫下萜烯类化合物的合成途径受阻,‘波叶金桂’提高GLVs合成与释放量抵御协同胁迫;中度和重度协同胁迫导致‘波叶金桂’细胞膜严重受损,自我调节能力降低.

罗汉果(Siraitia grosvenorii)是葫芦科著名的药食两用植物,广泛种植于广西桂林地区,其开花后传粉不良现象迫切需要研究解决.为了探讨罗汉果花朵气味物质与传粉者访花频率的关系以及查明传粉不良产生的原因,该文选择罗汉果雄花为材料,研究了罗汉果花朵气味物质的量化分析方法.实验采用动态顶空吸附法收集新鲜花朵的气味物质,经过洗脱、洗脱液吹氮和GC-MS分析等步骤,先后完成了花朵气味物质的收集、浓缩、分离和鉴定,最后以峰面积归一化法计算各化学组分的相对含量.结果表明:从供试花朵中检测到挥发性组分(包括萜烯类物质)5种,以及芳香烃类、烷烃类、酯类物质各1种,其中萜烯类物质的相对含量达71.07％,是供试花朵最主要的挥发性化合物.该结果高度符合葫芦科植物花朵气味的化学组分特征,并具有良好的实验重复性,表明该实验体系是收集和鉴定罗汉果花朵气味组分的理想方法,为后续开展罗汉果花气味物质研究奠定了重要基础.同时通过与葫芦科多种植物比较,发现罗汉果的花朵气味物质可能存在雌雄二型性.

该文以与头细蛾传粉相关的叶下珠科植物黑面神为材料,采用动态顶空吸附法分别收集了该物种雌花传粉前后释放的挥发物,利用气相色谱-质谱联用技术分析了其化学成分,探索了三者间花气味的异同,并对其生态意义进行了讨论.结果表明:从该物种传粉前、传粉期和传粉后的雌花气味中共分离出22种挥发物(传粉前12种,传粉期15种和传粉后13种),以脂肪族衍生物和萜类物质为主.3-己烯醛、反-2-己烯醛、顺-3-己烯-1-醇、顺-乙酸-3-己烯酯、反-β-罗勒烯、β-石竹烯、β-蛇麻烯、反,反-α-金合欢烯和长叶烯是其主要挥发物.传粉前后雌花气味的化学种类及组成发生了显著分化,且这种变化主要是由于各时期主要挥发物发生改变而引起的.反-β-罗勒烯在传粉期含量最高,而在传粉后显著下降,3-己烯、反-2-己烯醛、顺-3-己烯-1-醇和顺-乙酸-3-己烯酯在传粉前含量均最高,β-石竹烯含量在传粉后显著升高,且长叶烯仅在传粉后出现.在传粉期和传粉后β-蛇麻烯和反,反-α-金合欢烯的含量均显著上升.同时,传粉期雌花的释放量明显高于传粉前和传粉后的.综上结果显示,黑面神雌花传粉前后花气味发生了质与量的改变.初步推测黑面神雌花传粉前后花气味的分化可能会有效阻止头细蛾对其进行再次访问,限制头细蛾在其雌花中过度产卵,进而来减少传粉头细蛾对宿主种子的取食,这无疑对维持叶下珠科植物-头细蛾专性传粉互利共生体系的稳定性具有重要的化学生态意义.

植物在遭受植食性昆虫为害后,会系统性地释放虫害诱导挥发物(HIPVs).为探明广聚萤叶甲取食对豚草挥发物组分的影响,本研究采用动态顶空吸附法和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS),收集并分析了豚草在受机械损伤和受广聚萤叶甲取食损伤前后挥发物组分及相对含量的变化.结果表明,豚草健康植株与损伤植株的挥发物组分和相对含量具有明显的差异.与健康植株相比,受机械损伤后的豚草挥发物中新出现了乙酸芳樟酯、桉树醇、十二醛、γ-木罗烯、植物醇、β-波旁烯,这些化合物在受损后立即释放,表明它们是组成型豚草挥发性有机化合物(VOCs);受取食损伤后,挥发物中大根香叶烯D的相对含量显著增加,表明大根香叶烯D为诱发型VOCs;而较于健康植株和机械损伤植株,取食损伤后的豚草VOCs中增加了桧烯、辛醛、β-罗勒烯、香茅醇,表明这些化合物为HIPVs.此外,机械损伤与取食损伤对豚草VOCs组分的影响有所不同.受机械损伤后,挥发物的种类减少后(损伤后第3天)很快又恢复到健康水平,而受取食损伤后,VOCs的种类逐渐减少(损伤后3d内).受损后不同时期挥发物的种类和相对含量亦有显著差异.受损后的早期(1 d),释放的多为一些豚草绿叶性物质,而在后期有一些诱导物释放.本研究结果为利用豚草VOCs和HIPVs组分提高广聚萤叶甲对豚草的防控效果奠定了重要基础.

普通大蓟马Megalurothrips usitatus(Bagnall)是我国华南地区豆科植物上的重要害虫,并已对多种农药产生严重的抗药性,为减少化学农药的使用,探寻基于寄主植物挥发物的化学生态调控技术,针对不同寄主植物及其挥发性信息化合物对普通大蓟马的行为影响进行研究和探讨.本研究采用"Y"型嗅觉仪测定了普通大蓟马对豇豆花和四季豆花的选择行为,在此基础上再利用"Y"型嗅觉仪和四臂嗅觉仪测定了普通大蓟马对不同生理期及不同为害程度的豇豆花的选择行为,筛选该虫的嗜好寄主及其生理状态.分别以正己烷和甲醇作为溶剂,应用顶空动态吸附法和溶剂浸取法提取寄主植物挥发物,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对其成分进行分析和鉴定.通过"Y"型嗅觉仪测定普通大蓟马对上述挥发物的不同浓度的标样及其混配物的行为反应,结果表明豇豆花对普通大蓟马的引诱活性显著高于四季豆花,后续试验进一步表明健康豇豆花对普通大蓟马的引诱效果好于花蕾、虫蕾和虫花.利用GC-MS从普通大蓟马嗜好寄主健康豇豆花中初步鉴定出42个挥发性信息化合物主要化学成分,购买标样对普通大蓟马进行不同浓度的行为活性测定,发现10-4β-石竹烯、10-2植物醇、10-6棕榈酸乙酯和10-6邻二甲苯具极显著的引诱作用,10-4罗勒烯、10-4亚油酸甲酯、10-4棕榈酸甲酯、10-4甲酯、10-62-甲基-3-羟基-4-吡喃酮具极显著的驱避作用,而棕榈酸乙酯在高浓度时表现出驱避作用,低浓度时表现出引诱作用.此外,当邻二甲苯和β-石竹烯、邻二甲苯和棕榈酸乙酯浓度为10-6时,其混配物对普通大蓟马表现出极显著的驱避作用,本试验尚未发现可增强引诱活性的配方.健康豇豆花为普通大蓟马的嗜好寄主,从其挥发性信息化合物中鉴定筛选出一批对普通大蓟马具显著引诱或驱避活性的化合物,为探明普通大蓟马对寄主植物的反应机制提供了信息基础,亦为今后研发高活性引诱剂或驱避剂提供理论基础.

[目的]明确沙葱萤叶甲Galeruca daurica成虫触角感器类型及对寄主植物挥发物的电生理反应,为进一步研究沙葱萤叶甲的化学感受机理奠定基础.[方法]使用扫描电子显微镜观察沙葱萤叶甲成虫触角上的感器类型;采用顶空动态吸附收集法采集寄主植物沙葱Allium mongolium的挥发物,利用气质联用仪测定沙葱主要挥发物组分,并利用触角电位技术(electroantennogram,EAG)测定沙葱萤叶甲成虫对这一寄主植物主要挥发物成分的电生理反应.[结果]沙葱萤叶甲成虫触角上分布的感器主要有5种类型,分别是毛形感器(sensilla trichodea,ST)、刺形感器(sensilla chaetica,SC)、锥形感器(sensilla basiconica,SB)、钟形感器(sensilla campaniformia,SCa)和 B?hm氏鬃毛(B?hm bristles,BB).沙葱挥发物主要由32种化合物组成,其中,含硫化合物占总量的49.3％.雌成虫对二烯丙基硫醚、二烯丙基二硫、顺-2-己烯-1-醇、2-己烯醛、苯甲酸甲酯和己醛6种化合物表现出较强的触角电位反应,雄成虫仅对二烯丙基二硫和2-己烯醛表现出较强的触角电位反应,雌成虫对多数气味化合物的触角电位反应均强于雄成虫.当浓度为1 mol/L时,测试的6种化合物(除2-己烯醛外)均能激发沙葱萤叶甲成虫产生最强的触角电位反应.[结论]沙葱释放的6种化合物二烯丙基硫醚、二烯丙基二硫、顺-2-己烯-1-醇、2-己烯醛、苯甲酸甲酯和己醛能引起沙葱萤叶甲成虫强烈的触角电位反应,且除2-己烯醛外,沙葱萤叶甲对各化合物的EAG反应随着浓度的上升而增强.

[目的]考察星天牛Anoplophora chinensis 对不同生理状态青皮垂柳Salix ohsidare挥发物的选择偏好性,深入探究星天牛对虫害青皮垂柳与健康青皮垂柳行为选择差异的原因.[方法]利用动态顶空吸附法,分别收集虫害和健康两种生理状态下的青皮垂柳枝条挥发物,通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对收集的挥发物样品进行鉴定与分析,采用触角电位仪(EAG)和Y型嗅觉仪分别分析星天牛对挥发物样品中鉴定的主要化合物的标准化合物的电生理以及行为反应,通过大笼行为实验和林间诱捕试验分析单一挥发性化合物及其双组分和三组分配方对星天牛成虫的诱捕效果.[结果]健康青皮垂柳枝条挥发物中共鉴定出3种主要化合物,包括α-蒎烯、3-蒈烯和樟脑,而虫害青皮垂柳枝条挥发物中鉴定出5种主要化合物包括α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、β-罗勒烯和樟脑.另外虫害青皮垂柳枝条挥发物中的樟脑含量显著高于健康青皮垂柳枝条中的,3-蒈烯在两种挥发物中含量差异不显著,而健康青皮垂柳枝条挥发物中的α-蒎烯含量显著高于虫害青皮垂柳枝条中的.EAG实验表明,星天牛成虫对α-蒎烯、3-蒈烯和β-罗勒烯3种化合物的EAG反应相对值较高,并且随这3个化合物浓度的升高而逐渐增大;星天牛成虫对β-蒎烯和樟脑的EAG反应相对值差异不大,且这2个化合物浓度变化对EAG反应相对值无明显影响.Y型嗅觉仪实验表明,在1 mg/mL浓度下,α-蒎烯、3-蒈烯和β-罗勒烯吸引星天牛雄成虫数量均显著高于对照组(石蜡油),β-罗勒烯吸引的星天牛雌成虫数量显著高于对照组;在10 mg/mL浓度下,3-蒈烯吸引的星天牛雄成虫数量显著高于对照组.大笼行为实验表明,三组分虫害配方D(α-蒎烯:3-蒈烯:β-罗勒烯=42:30:103)、α-蒎烯和β-罗勒烯吸引的星天牛成虫数量最多,显著高于双组分健康配方H(α-蒎烯:3-蒈烯=105:38)和3-蒈烯吸引的成虫数量.林间诱捕试验表明,α-蒎烯和虫害配方D对星天牛成虫的诱捕效果最好,诱捕的成虫数显著高于β-罗勒烯和健康配方H诱捕的成虫数,而3-蒈烯和空白对照组没有诱捕到星天牛成虫.[结论]虫害和健康青皮垂柳枝条挥发物中共有的α-蒎烯和虫害青皮垂柳枝条挥发物中特有的p-罗勒烯是对星天牛成虫具有引诱作用的两种重要寄主植物挥发性化合物,而3-蒈烯抑制了 α-蒎烯对星天牛成虫的引诱作用.我们推测,虫害青皮垂柳挥发物中特有的β-罗勒烯是造成虫害青皮垂柳比健康青皮垂柳更容易受到星天牛危害的原因之一.