榕管蓟马(Gynaikothrips uzeli)是榕属(Ficus)植物上的一种重要检疫性害虫,为明确该昆虫对榕属植物的选择行为及决定这种行为的关键因素,该研究通过昆虫行为测试,分析该昆虫对3种不同盆栽榕树(Ficus spp.)挥发物的行为反应及其与挥发物相对含量的相关性,筛选并验证决定选择行为的挥发物成分,结合相关基因表达量,推断合成这些特定挥发物的关键基因,为寻找绿色、有效和持久的防控措施提供依据.结果表明,榕管蓟马对3种盆栽榕树挥发物的趋向性以垂叶榕(F.benjamina)最强,人参榕(F.microcarpd)其次,印度榕(F.elastica)最弱;这种行为反应与挥发物中β-环柠檬醛、β-马榄烯、β-古巴烯的相对含量呈显著正相关关系,与反-α-香柑油烯的相对含量呈显著负相关关系;3种盆栽榕树中,β-环柠檬醛的相对含量与基因Fm.09G0004550(CCD4)的表达量呈显著正相关关系,β-马榄烯的相对含量与基因Fm.newGene1857(STPS)、Fm.newGene6827(VIT_19s0014g04930)的表达量呈显著正相关关系,p-古巴烯的相对含量与基因Fm.11G0000860(LUP2)、Fm.newGene1857(STPS)的表达量呈显著正相关关系,反-a-香柑油烯的相对含量与基因Fm.13G0003820(LUS1)、Fm.newGene489(GgbAS1)的表达量呈显著正相关关系.综上,榕属植物上决定榕管蓟马行为反应的特定挥发物主要为β-环柠檬醛、β-马榄烯、β-古巴烯和反-α-香柑油烯,这4种萜类挥发物合成可能主要与6个萜烯合成酶基因Fm.09G0004550、Fm.11G0000860、Fm.newGene1857、Fm.newGene6827、Fm.13G0003820和Fm.newGene489有关.

植物花挥发物是维持昆虫-植物传粉互作的重要化学信号,其组成的多样性对于理解传粉昆虫与植物相互作用的形成、维持和进化具有重要意义.榕树与其传粉榕小蜂是一种专性的互惠共生关系,榕树为榕小蜂提供繁殖场所,榕小蜂为榕树传粉.而榕果雌花期(接收期)释放的特异性挥发物是维持双方相互作用的关键媒介.本研究以西双版纳地区同域分布的6 种雌雄异株榕树为研究对象,用固相微萃取和气相色谱质谱联用仪对雌花期榕果的挥发物组成进行了分析.共发现77 种化合物,包含脂肪酸类衍生物6 种、单萜类化合物 16 种、倍半萜类衍生物50 种和芳香族化合物 5 种,不同化合物对挥发物距离差异性的贡献率依次是:对甲基苯甲醚(4-methylanisole,2.15)、β-罗勒烯(β-Ocimene,0.84)和喜沙木烯(Prezizaene,0.73).不同物种间挥发物组成有显著的差异,且挥发物的差异与榕树系统发育距离具有正相关性,但同一物种不同性别间的挥发物组成上没有显著的差异.本研究中发现雌雄异株榕树挥发物组成具有多样性高、种内性别间相似、种间差异大,系统发育一致性的特点,上述特点在榕树物种分化以及维持雌雄异株榕树繁殖的化学通讯机制中可能发挥着关键作用.

在植物有性繁殖中,花气味是吸引传粉昆虫到访,获得传粉、受精的重要化学信号.阳春砂仁(Amomum villosum)是我国四大南药之一,自然结实率低是限制其增产的瓶颈.探索阳春砂仁开花吸引传粉昆虫的化合物是解决结实率低的前提基础.因此,本研究采用动态顶空吸附法分别收集阳春砂仁传粉前后花释放的挥发物,利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术分析鉴定其成分,对比研究两者间的异同,并分析其生态意义.结果表明:从阳春砂仁花释放的挥发物中共鉴定出22种化合物,主要由萜类、芳香族化合物和脂肪酸衍生物构成.传粉前后阳春砂仁花挥发物显著分化,肉豆蔻酸异丙酯、酞酸二乙酯、壬醛、双环吉马烯、2,3-二氢-4-甲基-呋喃、α-法尼烯和十三烷在昆虫传粉后消失,且γ-榄香烯、D-柠檬烯、β-水芹烯、α-蒎烯和2-十一酮在传粉后含量减少;传粉后新增2-甲基-5-(1-甲基乙基)-2-环已烷-1-酮、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇和4-亚甲基-1-(1-甲基乙基)-双环[3.1.0]己烷,并且苯甲酸已酯、β-月桂烯、叔丁基对甲酚和4,7-二甲基-十一烷含量增加.这些传粉前后变化的物质可能是引起传粉昆虫行为反应的主要活性化合物,阳春砂仁花通过释放多种化合物,并依靠不同配比实现对传粉昆虫的吸引,其执行的是“泛化”的化学通讯策略.进一步筛选活性化合物,可为改善阳春砂仁传粉效率、增加其产量提供依据.

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.

[目的]为明确枸杞红瘿蚊拟长尾小蜂Pseudotorymus jaapiellae Yang et Chen对枸杞红瘿蚊Gephyraulus lycantha Jiao&Kolesik诱导产生虫瘿挥发物的选择差异性,解析影响其寄主选择的信息化学物质.[方法]采用Y型嗅觉仪,测定枸杞红瘿蚊拟长尾小蜂的孕卵雌蜂对受枸杞红瘿蚊为害的幼嫩虫瘿和成熟虫瘿挥发物的行为选择偏好;通过顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术,分析影响该寄生蜂产卵选择的不同发育阶段虫瘿挥发物成分变化与差异.[结果]与枸杞健康花蕾相比,枸杞红瘿蚊拟长尾小蜂明显趋向于选择受枸杞红瘿蚊为害的虫瘿,尤其是幼嫩虫瘿对孕卵雌蜂具有更显著的吸引作用(P＜0.01),其中有95％的寄生蜂选择幼嫩虫瘿,仅有5％的寄生蜂选择健康花蕾;不同发育阶段虫瘿与健康花蕾的挥发物种类和释放量存在明显差异,幼嫩虫瘿的挥发物种类最多,达61种,成熟虫瘿和健康花蕾分别为52种和54种;酮类和萜类化合物是枸杞花蕾受害后新出现的物质,其中萜类化合物仅存在于幼嫩虫瘿中,酮类化合物随着虫瘿的成熟,其含量逐渐升高.[结论]枸杞红瘿蚊拟长尾小蜂能够通过对枸杞不同发育阶段受害虫瘿的特异性挥发物进行寄主识别,从而定位寄主,实现对害虫枸杞红瘿蚊的种群调控.

[目的]蝴蝶虫体的气味是识别同类和异性的重要信息来源.本研究通过分析柑橘凤蝶Papilio xuthus雌雄蝶羽化后挥发物的变化规律,并比较了未交配雌雄蝶对挥发物的触角电位(EAG)反应,为下一步探讨柑橘凤蝶求偶时嗅觉的利用提供依据.[方法]使用顶空固相微萃取(HS-SPME)提取柑橘凤蝶挥发物,并通过气质联用仪(GC-MS)分析SPME提取物中的主要成分,采用触角电位仪(EAG)测定柑橘凤蝶Papilio xuthus对挥发物的触角电位反应.[结果]雌雄蝶羽化后共检测到14类挥发物,主要包括醇类和酯类,其中酯类、萜类在羽化后均有出现.交配时雌雄蝶均共有且含量较高的挥发物有2种(2-乙基己醇、2-乙基己基乙酸酯),交配时雄蝶特有挥发物仅1种(α-法呢烯),未检测到雌蝶特有的挥发物.柑橘凤蝶雌雄蝶从交配前到交配后,其体内的2-乙基己醇、2-乙基己基乙酸酯和α-法呢烯的含量都变化明显.在交配前及交配时2-乙基己醇和α-法呢烯含量增加,而2-乙基己基乙酸酯的含量减少,表明在交配时,可能有大量的2-乙基己醇、2-乙基己基乙酸酯和c-法呢烯释放到体外.并且未交配雌雄蝶对2-乙基己醇、2-乙基己基乙酸酯和c-法呢烯EAG反应均明显高于对照.[结论]根据雌雄蝶羽化后挥发物变化规律及触角电位试验初步检验,推测2-乙基己醇、2-乙基己基乙酸酯在柑橘凤蝶同种识别及同性识别中起作用,特有的挥发物α-法呢烯在柑橘凤蝶同种异性的识别中起作用.

云南切梢小蠹Tomicus yunnanensis(Kirkendall and Faccoli)是一种蛀害云南松Pinus yunnanensis的本土害虫.为深入了解其寄主选择机制,用顶空动态法和浸提法分别提取了初侵染云南松针叶和松脂的挥发性化合物,并用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)、气相色谱-昆虫触角电位测量系统(GC-EAD)、生测法鉴定和筛选了对云南切梢小蠹具有活性功能的成分.结果表明:云南松针叶和松脂中共有18种化合物,均为萜烯类物质,但两者化学成分的构成有显著差异.针叶中单萜类占99.98％,主要是 α-蒎烯(80.82％)、β-蒎烯(8.78％)、D-柠檬烯(4.77％)、莰烯(2.86％)和β-月桂烯(1.42％),而松脂以单萜类和双萜类为主,前者以α-蒎烯(21.38％)、3-蒈烯(21.42％)和异松油烯(2.78％)为主要成分,后者仅有长叶松酸(51.13％)一种.云南切梢小蠹对α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、γ-萜品烯和4-烯丙基苯甲醚有触角电位反应,其中α-蒎烯、3-蒈烯和γ-萜品烯具引诱作用,4-烯丙基苯甲醚和β-蒎烯则为驱避功能.研究可为开发植物源引诱剂或与性信息素结合进行种群监测和诱杀提供科学依据.

天南星科植物具有特殊的佛焰苞花序及多样化的传粉策略,是研究被子植物花的分化与动植物之间进化生态学联系的理想材料.本文简述了天南星科不同类型的花序结构及其传粉适应意义,总结了天南星科传粉策略的基本类型与演化历史.天南星科的苞片结构主要包括原始型、外展平面型、直立宽佛焰苞型和直立狭佛焰苞4种类型,呈现出从简单的片状与外展平面状结构向复杂的立体包裹状的佛焰苞结构演化的趋势.肉穗花序可分为两性花花序、单性花雌雄同序和单性花雌雄异序3种类型,演化路线为两性花花序→单性花雌雄同序→单性花雌雄异序.天南星科的传粉者主要有鞘翅目、双翅目、膜翅目昆虫,表现出5种主要传粉策略:食物报酬型互利传粉、气味吸引型欺骗性传粉、交配场所型互利传粉、产卵场所型互利传粉和致死陷阱型欺骗性传粉.天南星科植物通过花序的形状、颜色、产热以及花部挥发物来吸引传粉者,其中最主要的挥发物有二甲基硫化物、甲基吲哚化合物、萜类和苯类化合物,模拟食物或产卵场所信号吸引鞘翅目甲虫和双翅目昆虫为其传粉.天南星科植物的佛焰苞被认为是促进该科物种分化的一个重要结构,但该性状的演化历史及其与传粉系统分化之间的内在联系尚不明确.利用现代分子生物学技术以及模型模拟等手段,结合生理生态学方法深入探究传粉事件与天南星科植物的花多样性以及物种分化之间的联系,有望提升关于植物-传粉者互作与植物的花多样性分化之间关系的认识,并丰富对被子植物多样性演化相关研究的理解.

马家柚是江西优质水果品种,但自花授粉结实率低,需要异花传粉.昆虫是自然界中重要的传粉媒介,通过调查马家柚访花昆虫种类和了解马家柚的花部特征,可为使用昆虫实现马家柚授粉提供参考依据.本研究首先调查了马家柚的访花昆虫种类,其次对马家柚花不同形态参数进行测量,并采用蒸馏法提取马家柚鲜花的精油及利用GC-MS分析挥发油的组分.马家柚共有访花昆虫 23 种,隶属于5 目 12 科,其中中华蜜蜂Apis cerana cerana是最常见的访花昆虫.马家柚的花为双性花,具白色花瓣,黄色花药和绿色柱头.花朵盛开后,花瓣分离,呈辐射对称.雄蕊围绕雌蕊着生,花丝28～47 枚.雌蕊具近球形柱头,直径为 5.10±0.88 mm,表面具乳白色液体.从马家柚花挥发油中共获得78 种化合物,鉴定出其中 73 种,相对含量占 99.40％.挥发油中萜类化合物种类最多,共有39 种,相对含量为70.19％;其次是脂肪酸衍生物,有30 种,相对含量为28.53％;苯环类化合物4 种,相对含量为 0.60％.含量较高的组分是法尼醇,α-橙花叔醇和芳樟醇,其含量分别是 28.48％、12.85％、10.12％.马家柚访花昆虫种类多样,这可能与其花部结构特征及丰富多样的挥发物作为视觉和嗅觉信号吸引不同类型昆虫有关.

为探究调控'重瓣红'玫瑰花发育过程中花香关键基因和代谢通路,对花不同发育阶段样本进行转录组和代谢组测序分析.转录组学分析在花蕾期、初开期、半开期、盛开期和落花期对比中分别检测出 4435、2444、7021、4123 个差异表达基因,其中 5 个阶段共有差异基因 214 个.代谢组学共检测到 508 个代谢物,230 个差异代谢物,在不同发育时期代谢物有明显的差异,代谢物被分为 4 簇.在分析玫瑰花香苯环类和萜烯类合成途径中,发现差异表达基因 58 个,差异代谢物 11 个.结合转录组和代谢组分析,花发育过程基因和挥发物质变化明显,花蕾期形成单萜类物质,半开期挥发物逐渐积累,落花期代谢物释放量减少,典型玫瑰花香物质主要在半开期形成.因此,选择合适采收时间有助于玫瑰花香品质的形成与保留.