大籽蒿挥发油的化学成分及其植物毒活性_陈宏阳.pdf

学术研究 二二三年第七期林业科技通讯大籽蒿挥发油的化学成分及其植物毒活性陈宏阳，李洪明，海雪雪，邵伟（中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室，乌鲁木齐 ；石河子大学生命科学学院，新疆石河子 ；沂南县自然资源和规划局，山东临沂 ；临沂市林业局，山东临沂 ）摘要：对大籽蒿（）全株的挥发性成分采用水蒸气蒸馏法进行提取，以气相色谱质谱联用法对其挥发性成分进行分析并检测其植物毒活性。结果从大籽蒿挥发油中鉴定出 个化合物，主要成分是桉叶油醇（）、苯基己酮（）、脱氢母菊兰烯（）、姜黄烯（）、毕澄茄烯（）。大籽蒿挥发油对苋菜和黑麦草根及幼苗的生长均有显著的抑制作用，在 的浓度下基本抑制了苋菜种子的萌发。关键词：大籽蒿；挥发油；气相色谱质谱联用；水蒸气蒸馏法；植物毒活性中图分类号：文献标识号：文章编号：（）：第一作者：陈宏阳（），石河子大学硕士研究生。通讯作者：邵伟（），高级工程师，主要研究生态林业、林长制改革等工作。大籽蒿（）为菊科蒿属年或多年生草本植物，广泛分布于温带或亚热带高山地区，在全国各地均有种植或分布。大籽蒿全草可入药，可消炎止痛，是一种传统的中药材。对其化学成分的研究表明，大籽蒿中含有黄酮类、木脂素类、挥发油等多种化学物质，具有抗菌、祛痰、平喘等功效，具有深入开发与研究的价值。挥发油是植物次生代谢物的混合物，数千年来广泛应用于食品保鲜和医疗领域。植物挥发油具有多种生物活性，包括植物毒性活性。事实上，不仅挥发油自身，其构成成分如百里香酚、月桂烯、柠檬烯、樟脑、桉叶油醇、香叶醇、和蒎烯、冰片等都被报道为植物生长调节剂。例如，桉油醇及其类似物的高活性导致了基于桉油醇的化学结构而设计的除草剂桂甲基林的成功商业化，因为，桉油醇的有效成分是苄基醚取代的桉油醇的类似物。另一种除草剂 （，）使用了丁香油作为主要成分。蒿属植物均具有丰富的挥发油成分，其挥发油主要含有萜烯类、酯类、醇类等化学物质，蒿属的挥发油广泛应用于抗虫、抗菌和除草等方面。目前有关大籽蒿挥发油成分提取及其主成分的研究较少，且不同地区的大籽蒿挥发油成分与含量各不相同。对大籽蒿挥发油成分的生物活性研究的多为抗虫、抗菌活性，而其除草活性则鲜有报道。本研究对大籽蒿植株的挥发油成分通过水蒸气蒸馏法 进行提取，以气相色谱质谱法对其化学成分进行分析，并对大籽蒿的植物毒活性进行检测，探讨大籽蒿挥发油作为植物除草剂的应用前景。实验材料与方法 材料与仪器大籽蒿植株材料于 年月采集自新疆沙湾市郊区（，海拔 ），以新鲜植物材料进行挥发油的提取。无水硫酸钠（，天津永晟精细化工有限公司）；正己烷（色谱纯，上海阿拉丁生化科技股 份有限公司）；圆底烧瓶、挥发油提取器、冷凝管，四川蜀牛玻璃仪器有限公司；型可调控温电热套，山东鄄城华鲁电热仪器有限公司；型旋蒸仪，德国 集团；气相色谱质谱联用仪，毛细管柱（），美国安捷伦公司。方法 大籽蒿挥发油的提取采用水蒸气蒸馏法提取大籽蒿挥发油：将采集到的大籽蒿进行阴干处理，取处理过的大籽蒿样品 置于圆底烧瓶中并加入蒸馏水至淹没材料，浸泡 后进行蒸馏，将蒸馏出来的挥发油收集并以无水硫酸钠进行干燥。大籽蒿挥发油提取率的计算大籽蒿挥发油产油率 式中：为所得挥发油的体积（单位：）；为大籽蒿干质量（单位：）。大籽蒿挥发油成分的分析鉴定采用 学术研究 二二三年第七期林业科技通讯法对大籽蒿挥发油成分进行分析鉴定：毛细管柱（），载气为氦气，流速 ，运用程序升温模式，起始温度为 保持 ，以 的速率程序升温至 。进样口温度 ，进样量 ，进样比例；电离方式：，电离能量：，离子源发生器温度：，质量扫描范围：，溶剂延迟 。大籽蒿挥发油的植物毒活性实验采用培养皿生测法对挥发油的植物毒活性进行检测，选择双子叶杂草苋菜和单子叶杂草黑麦草进行活性测定。受试植物种子预先用 的 进行消毒，然后将其放置在铺有滤纸的培养皿上，每个培养皿中放置 粒种子。用含 的丙酮的蒸馏水把挥发油稀释成 、的溶液（此前的预实验表明，含有 丙酮的蒸馏水对受试植物种子萌发和幼苗生长没有显著影响），加入溶液于培养皿中，对照加入含有等量丙酮的蒸馏水，重复次，于 下黑暗培养。苋菜在培养后测量根长苗高，黑麦草在后测量。数据分析通过 标准质谱库检索并查阅相关文献，对 分析所得的挥发油总离子流色谱图进行分析，用 对所得的成分进行统计分析。通过 软件以单因素方差分析（）检测挥发油除草活性是否达到显著性（），并用 检验进行统计学分析。结果与分析 大籽蒿挥发油的组成成分本实验中得到大籽蒿挥发油 ，产油率约 。大籽蒿的挥发性物质以 进行分析，共鉴定出 个化合物，占挥发油总量的 ，如表所示。（桉 叶 油 醇）、（苯基己 酮）、（脱 氢 母 菊 兰烯）、（姜黄烯）和 （毕澄茄烯）是大 籽 蒿 全 株 挥 发 油 的 主 要 成 分，含 量 分 别 为 、和 ，这 与 刘 群等 利用 分析的大籽蒿挥发油成分有所不同，可能是由于所采大籽蒿样品不同的生长环境导致其挥发油成分含量不同。大籽蒿挥发油的植物毒活性种不同浓度的大籽蒿挥发油确实会对苋菜和黑麦草的根长苗高产生影响，结果如图所示。总体来表大籽蒿挥发油的化学成分及其相对含量序号化合物名称保留时间 相对含量分子式 （蒎烯）（樟脑萜）（罗勒烯）（月桂烯）（松油醇）（桉叶油醇）（萜烯醇）（异萜油烯）（樟脑）（龙脑）（萜烯醇）（松油醇）（异戊酸顺式己烯酯）（四氢吡啶）（桑托利纳三烯）（胡椒稀）（顺式贝拉莫汀）（佛术烯）（顺式胡椒稀）（）（）金合欢烯）（长蒎烯）（石竹烯）（荜澄茄油烯）（芹子烯）（双氢母菊天蓝烃）（柏木烯）（雪松烯）（法尼烯）（桉油烯醇）（花生四烯酸甲酯）（环氧石竹烯）（红没药烯）（紫穗槐烯）（）香橙烯）（），（对，薄荷醇）（镰叶芹醇）（母菊薁）（绿叶烷）（异肋骨甲酯）（六氢假紫罗酮）（苯甲酰庚酸）（碘癸烷）（氯丁烯醇）（单苯基保泰松）（姜黄烯）（氯甲基己烷），（，二乙酰氧基，二甲基八烯二烯）（柏木烯醇）（苄基丁基甲酮）（二异丁基甲酮）（甲基二十烷）（顺式氧化柠檬烯）（正二十烷）（二十五烷）学术研究 二二三年第七期林业科技通讯说，随着挥发油浓度的增大，挥发油对苋菜和黑麦草生长的抑制就越大。当挥发油浓度在 时，其对苋菜的根长、苗高以及黑麦草的根长都存在抑制作用，抑制率分别为 、，但是对黑麦草的苗高存在轻微的促进作用，为 ；当挥发油浓度达到 浓度时，其对苋菜的根长、苗高以及黑麦草的根长、苗高都表现出显著的抑制作用，抑制率分 别为 、；在最高浓度 的处理下，挥发油对苋菜和黑麦草的根长苗高抑制均达到最大，并且对苋菜的抑制程度大于对黑麦草的抑制程度（对苋菜根长的抑制率为 ；对苋菜苗高为 ；对黑麦草根长为 ；对黑麦草苗高为 ）。许多植物挥发油具有多种生物活性，包括植物毒性活性。事实上，不仅挥发油，还有它们的成分，例如桉叶油醇等均具有植物毒活性。大籽蒿挥发油的主要成分有其植物毒活性的报道，大籽蒿挥发油中含量最多的成分桉叶油醇就曾有过关于除草活性的报道，其在 的低浓度时，便可对早熟禾与苋菜根的生长产生严重的抑制作用。根据本文的研究结果，大籽蒿挥发油可以具有很强的植物毒活性，有进一步开发为生物除草剂的价值。图大籽蒿挥发油对苋菜和黑麦草根长苗高的影响结论本文采用 法对大籽蒿挥发油进行提取与分析，经鉴定共 个挥发油成分，主要成分有桉叶油醇（）、苯 基己 酮（）、姜 黄 烯（）、毕 澄 茄 烯（）和 脱 氢 母 菊 兰 烯（）。大籽蒿挥发油具有良好的植物毒活性，对苋菜和黑麦草的生长有较为显著的抑制作用，此外，挥发油的成分复杂，其中有些成分例如桉叶油醇也是某些除草剂的活性成分 。大籽蒿适应能力强，在我国分布广泛，植物资源较为丰富。其挥发油表现出显著的除草活性，因此具有作为生物除草剂进行开发利用的潜力。参考文献：李洪玲，张爱东，青格乐，等大籽蒿研究利用现状及展望 畜牧与饲料科学，（）：江苏新医学院中药大辞典（上册）上海：上海科学技术出版社，吉林省中医中药研究所长白山植物药志长春：吉林人民出版社，桑吉，土旦卓玛，徐福春 藏药大籽蒿化学成分的研究现状西藏科技，（）：，（）：，（）：，（），（：），（）：，（），（）：，（），（）：，（），（）：，（）：张宸，王文翠，白璐，等宁夏地区大籽蒿精油成分分析及其抑菌性研究中国农学通报，（）：学术研究 二二三年第七期林业科技通讯无人机高光谱在松材线虫病监测中的应用国朝胜，席磊，胥丽，高应群（西南林业大学林学院，昆明 ）摘要：松材线虫病是中国的一大生态问题，已对数百万中国松树造成严重危害。为了控制松材线虫病的传播，有必要开发一种有效的方法，在感染早期进行检测。一个潜在的解决方案是使用基于无人机（）的高光谱图像（）。基于无人机的高光谱图像具有较高的空间和光谱分辨率，可以快速收集数据，有可能实现对大型森林的有效监测。尽管如此，很少有研究检验高光谱图像数据用于评估油松松材线虫病感染的阶段和严重程度的可行性。在广泛使用之前必须提高其准确性。关键词：松材线虫病；光谱分辨率；无人机的高光谱图像中图分类号：；文献标识号：文章编号：（）：松材线虫病是一种主要的检疫性疾病，松材线虫会引起松树物种的毁灭性死亡。由于其发病迅速，传播速度快，死亡率高，这种疾病很难控制。目前，该疾病广泛分布于个国家，即北美的美国、墨西哥和加拿大；东亚的中国、日本、韩国和朝鲜；欧洲的葡萄牙。由于病害的不断传播，侵染的地域越来越多，受害的国家也越来越多。全球有 个国家宣布松材线虫为检疫性有害生物，松材线虫病为检疫性疾病。在受影响的国家中，中国、日本和韩国受到的影响最为严重。自 年在中国南京中山陵首次描述松材线虫病以来，该疾病仅在几十年内就在中国的热带和亚热带地区迅速传播，导致大量松树林感染死亡，为我国带来了极大的经济损失和生态破坏。根据国家林业和草原局 年发布的国家松材线虫疫区公告，松材线虫病广泛分布于 个省份。许多森林被毁坏，导致松树大规模死亡，这严重破坏了我国林业生态环境，对我国森林生态和林木经济造成了毁灭性的损失。松树对环境友好，对经济发展有云南省教育厅科学研究基金项目（）资助。第一作者：国朝胜（），硕士。通讯作者：席磊（），硕士学位。：很大价值，对生态环境改善也有很大的帮助，因此，中国政府和其他许多国家政府都非常重视这一资源，尤其是近年来，全国乃至全世界都加强了预防和控制松材线虫病的工作，对松树林的培育越来越重视。为了提高松材线虫病害防疫水平，减少松材线虫病对我国松树种植和生长的损害，我们必须从源头解决问题。无人机遥感技术是由无人驾驶飞行技术、遥感传感器技术、遥感应用技术、技术以及通信技术等多个部分组成，具有较强的综合性。无人机遥感技术可以在短时间内调查清楚森林资源的情况，获得具体信息数据，对松林松材线虫病害的早期监测更精确、更便捷。松材线虫病害状态松材线虫病分为自然传播和人为传播种传播方式。自然传播是借助松褐天牛和云杉花墨天牛等昆虫作为媒介来完成传播的。当昆虫媒介以松树为食时，媒介昆虫从患松材线虫病林木中羽化时携带松材线虫，在补充营养和产卵时将病毒携带到健康松树上，侵染健康松树。人为传播主要是疫木传播，通过铁路、公路等一系列交通运输将带有松材线虫病的松木或感病苗木带入新的地区，最终导致病害在新的地区大面积传播。由于自然屏障限制不了人为传播，且 朱金霞，郭生虎，李苗，等海原小茴香优良品种筛选及挥发油化学成分比较研究种子，（）：任安祥，何金明，王羽梅 不同发育阶段茴香种子精油含量及其成分组成比例变化种子，（）：刘群，邓治邦，杨智蕴，等大籽蒿挥发油化学成分的研究 东北师大学报（自然科学版），（）：周世兴，魏彩霞，等 全叶青兰花的挥发油成分分析及其除草活性检测精细化工，（）：，（），（）：