蝴蝶兰新型杂交品种挥发性成分分析_童妍.pdf

，（）：童妍，张燕萍，胡美娟，等，蝴蝶兰新型杂交品种挥发性成分分析 广西植物，（）：，（）：蝴蝶兰新型杂交品种挥发性成分分析童 妍，张燕萍，胡美娟，曹映辉，章杨婷，仝恩慧，王文君，赵 凯，彭东辉，周育真（福建农林大学 园林学院，兰科植物保护与利用国家林业和草原局重点实验室，福州；福建师范大学 生命科学学院，福州 ）摘 要：为研究不同蝴蝶兰（）品种的关键致香成分，该研究采用顶空固相微萃取（）与气相色谱质谱联用（）的芳香植物香气收集分析方法，结合对 个香花蝴蝶兰新型杂交品种盛花期花朵进行花香成分检测，并以此为基础进行主成分、聚类及香气品质分析。结果表明：（）从 个蝴蝶兰新型杂交品种中共鉴定出 种物质，分为萜烯类、醛类、酯类、醇类、酮类、醚类、酚类和芳香族化合物，其中萜烯类物质为主要挥发性物质。（）主成分分析显示，各新型杂交品种被划分在 个象限中，中挥发性成分种类和数量均最多，萜烯类物质主要是桉叶油醇、香柑油烯；、与 为一组，挥发性成分种类最少，萜烯类物质主要是芳樟醇；、与 为一组，挥发性成分种类较多，萜烯类物质主要是 香柑油烯。（）聚类分析结果与主成分分析一致，个蝴蝶兰新型杂交品种聚为 类，、与 关系较近，为花香气味类型；、与 的关系更近，为木质型花香品质；而 与其他 个新型杂交品种却显示有较远的遗传距离，挥发性物质贡献率相对平均，花香成分复杂，兼具木香型、薄荷香型和果香型等。综上表明，花香物质可以作为潜在特征标记物来区分香味特征各异的品种群体。该研究结果为蝴蝶兰种质资源梳理、特定芳香品种选育及产品加工生产等进一步开发利用研究提供了理论依据。关键词：蝴蝶兰，挥发性成分，聚类分析，遗传距离中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，；，）收稿日期：基金项目：国家重点研发计划项目（）。第一作者：童妍（），硕士研究生，研究方向为园林植物与应用，（）。通信作者：周育真，博士，讲师，研究方向为园林植物遗传育种与应用，（）。：，：（），（），（）；，；，（），；，；，：，花香化合物是植物花朵释放的次生代谢物，在植物中表现出明显的多样性，一种植物中存在十几种甚至上百种挥发物质。普遍认为花香物质有引诱传粉者、提供食物源信号、抵御昆虫和病原体侵 害 等 功 能（，；，；孔莹等，）。花香作为“花卉的灵魂”，现已有 多种花香物质从 个属 种植物类群中被鉴定出来（，）。国内外已开展大量芳香植物育种工作，如育成四季开花、芳香浓郁香花月季群（李晋华等，）；培育具有香味的常绿杜鹃品种（，）；培育出 余个适宜北方陆露地栽培的梅花香花品种（陈俊愉等，；赵靓，）；此外，山茶也相继培育出芳香品种（范正琪等，）。随着蝴蝶兰鲜切花和盆栽蝴蝶兰市场的发展，以及人们对芳香植物的喜爱，香型蝴蝶兰市场的需求扩大，培育不同香型的蝴蝶兰品种将成为未来重要的育种方向。肖文芳等（，）鉴定得到大叶蝴蝶兰（）中的单萜类和倍半萜类物质居多发现，并特征香气物质榄香素；之后，以 个蝴蝶兰品种花朵挥发性成分进一步验证单萜类化合物是蝴蝶兰花朵的主要致香成分。在对兰花花香成分差异比对时发现，蝴蝶兰中醇类物质在数量和相对含量上占优势（彭红明，；杨慧君，）。浓香型原生种荧光蝴蝶兰（）和大叶蝴蝶兰花香由芳樟醇和香叶醇及其衍生物等单萜类化合物决定（，）。杨淑珍和范燕萍（）在检测 个品种挥发性成分时推测，沉香醇为香气物质的主要成分。原生种西蕾丽蝴蝶兰（）中挥发性成分主要为萜烯类和酯类物质，包含乙酸橙花酯、橙花醇、香茅醇及乙酸香茅酯（，）。现代蝴蝶兰种质资源丰富，从常绿到落叶、大花型到小花型均有，传统杂交育种受到遗传背景、基因组倍性、杂交亲和性等制约，香花育种进程缓慢，市场中鲜有香花品种流通。不同物种间或同一物种不同品种间花香组分仍有差异，并且目前对不同蝴蝶兰品种挥发性成分的研究相对较少，期童妍等：蝴蝶兰新型杂交品种挥发性成分分析主要针对少数的原生种及商业品种，检测出的特征香气相对单一，未能通过挥发性物质对品种类群进行分类。因此，本研究采用顶空固相微萃取与气相色谱质谱联用（）的芳香植物香气收集分析方法，系统地对栽培的 个香花蝴蝶兰新型杂交品种在盛花期时的香气成分进行全面分析，旨在深入了解不同蝴蝶兰品种花朵的香味组分及其含量，并以花香成分为基础进行聚类分析，区分香味特征各异的品种群体，为芳香蝴蝶兰种质资源梳理、特定香味品种选育及产品加工生产等进一步研究与开发利用提供理论依据。材料与方法 材料和仪器供试材料：（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）个香花蝴蝶兰新型杂交品种，均取自福建农林大学森林兰苑温室大棚，期间正常水肥管理。各挑选 株盛花期且长势一致的盆栽苗，于测试前 搬至样品前处理室，以适应环境条件。于 月 日：期间摘取盛开 的鲜花进行测定，每个样品取 个生物学重复样本。仪器：手动 进样器和 萃取头（美国 公司）；和 的（）色谱柱。方法 萃取取样前将固相微萃取头在气相色谱进样口老化 ，老化温度 。摘取盛花时期蝴蝶兰花朵样品，整朵撕开，置于垫片密封的 萃取瓶中，加入 含 癸酸乙酯的甲醇（色谱级）溶液为内标，将老化好的萃取头插入样品瓶顶空部分，萃取纤维位于样品上方 处，固定手柄，顶空瓶置于 水浴条件下吸附 。分析吸附完成后将固相微萃取头抽回，插入气相色谱质谱联用仪进样口，下解析 ，启动仪器采集数据。色谱条件：采用 色谱柱，长 、内径 、液膜厚 ；载气为高纯度氦气（），不分流模式进样，隔垫吹扫流速为 ，柱流速为 。程序升温：进样口温度 ，柱温起始温度 下保持 ，先以 升至 ，再以 升至 。质谱条件：传输线接口温度维持在 ，离子源温度 ，四级杆温度 ，电离方式为，电子能量参数 ，发射电流为 。以扫描方式获得质谱数据，检测质量扫描范围（）为，溶剂延迟时间为 。数据分析香味组分经气相色谱分离形成各自的总离子流色谱图，解析各个峰所对应的质谱图。将所得到的质谱数据与计算机谱库 标准库检索及资料进行比对，按相似度最高原则结合网站对应物质所列举的相关文献确定样品中的挥发性化学成分。根据离子流峰面积归一化法，计算各组分在总挥发物中的相对含量且进行定量分析。每个样品分别进行 次平行重复试验。利用软件 整理汇总数据且制作图表，主成分分析、聚类分析及偏最小二乘分析运用软件 、进行分析处理。结果与分析 不同蝴蝶兰品种花香成分及其相对含量 个蝴蝶兰品种中共检测出 种挥发性成分（表），虽然不可避免地在不同品种中测出相同的香气物质，但每个品种都因挥发性成分不同比例的相互组合而表现出独特的花香特征。成分乙酸甲酯在各品种中均被检测出来，相对含量差异很大。乙酸甲酯物质在、和 中含量较高，分别为、和，推测物质乙酸甲酯为 个品种的主要香气成分之一。萜烯类组分的相对含量在蝴蝶兰中具有重要地位，不同品种的蝴蝶兰所检测出的萜烯类物质具有较大差异。个蝴蝶兰品种、和 中均检测出倍半萜物质 香柑油烯，物质释放均为高表达，推测它是 个品种的主要香气之一。红没药烯在 和 中较高表达，含量可达和，推测 红没药烯是 和 的广 西 植 物 卷表 个香花蝴蝶兰新型杂交品种盛花期主要挥发性成分及其相对含量 化合物名称 匹配度相对含量 （）单萜类 甲 基（甲 基 乙 基）双己烯（）蒎烯（）（）蒎烯（）（）蒎烯（）蒎烯 桧烯 月桂烯 松油烯（）柠檬烯（）桉叶油醇，松油烯 罗勒烯 罗勒烯异构体混合物 萜品油烯 别罗勒烯，芳樟醇 萜烯醇（），二甲基辛，二烯（），松油醇 香茅醇（），二甲基壬，三烯（），（，），二甲基，辛四烯（，），倍半萜（）荜澄茄油（）榄香烯，（），二甲基（甲基乙基）三环（，）癸烯，（），（）（，）古巴烯（）表倍半萜烯（）古巴烯 香柑油烯 檀香烯 榄香烯 榄香烯 倍半水芹烯（，二甲基己烯）亚甲基双环己烷 期童妍等：蝴蝶兰新型杂交品种挥发性成分分析续表 化合物名称 匹配度相对含量 （）（外）甲基亚甲基（甲 基戊 烯 基）双 环庚烷（）反式金合欢烯（）律草烯，（）（）金合欢烯（）香柑油烯 大根香叶烯 （）白菖油萜（）姜烯 红没药烯 法呢烯（）瓦伦亚烯（）（）没药烯（）甲基（）甲基，庚二烯基环己烯（），杜松烯（）杜松烯（）雪松烯 姜黄烯 芹子烯 衣兰油烯 黑蚁素 乙 烯 基甲 基丙亚基丙烯基环己烷（）（，），二甲基（丙亚基）环癸，二烯（，），（），二去氢菖蒲烯，三甲基，十二烷三烯醇，反式橙花叔醇（，），三甲基十三，四烯（，），双萜类 贝壳杉烯 醛类 正己醛 广 西 植 物 卷续表 化合物名称 匹配度相对含量 （）酯类 乙酸甲酯 乙酸乙酯 丁酸甲酯 乙酸丁酯 己酸甲酯 丁酸丁酯 乙酸己酯 己烯醇乙酸酯，癸酸乙酯 水杨酸甲酯 月桂酸甲酯 苯甲酸苄酯 惕各酸苄酯 顺式己烯醇苯甲酸酯 醇类 甲醇 己醇 反己烯醇己烯醇 苯甲醇 苯乙醇 （，），二溴，丁二醇（，），酮类 甲基庚烯酮，二氢紫罗兰酮，二氢紫罗兰酮香叶基丙酮 醚类 苄甲醚 甲基苯甲醚 烯丙基苯甲醚 酚类 丁香酚 芳香族化合物 邻位伞花烃，二甲氧基甲苯，特征香气成分之一。在、和 中均检测到 香柑油烯，在 和 中其相对含量均高于，推测此物质是 个品种中的花香主要香气之一。单萜类物质芳樟醇是、和 的共有成分，在 中相对含量最高，为，在 和 中 相 对 含 量 较 高，分 别 为 和，推测它是这 个品种的主要香气之一。桉叶油醇是、和 的共有成分，在 中的相对含量检测最高为，在 中检测次之为，在 中仅检测出 的相对含量，其余 期童妍等：蝴蝶兰新型杂交品种挥发性成分分析 个品种中未检测到，推测桉叶油醇是 和 的主要香气之一。桧烯在 和 中较高表达，相对含量分别为 和，推测桧烯是构成 和 花香的主成分之一。在 中检测到（），二 甲 基 壬，三 烯，相 对 含 量 为，判定其为 的香气主成分之一。此外，在 中还检测到特有成分倍半萜物质（）白菖油萜，在 中检测到特有成分单萜类物质（）蒎烯和（）蒎烯，在 中检测有单萜物质罗勒烯及别罗勒烯，在 中检测有反式金合欢烯，中较多杜松烯及其相关产物。个蝴蝶兰品种中，、和 中均检测出微量 己醇，、和 中检测出微量反己烯醇，己烯醇在 和 中相对含量为 和，推测 己烯醇是 中醇类组分之一。不同蝴蝶兰品种挥发性成分的组分比较从 个香花蝴蝶兰新型杂交品种盛花时期花朵 总离子流色谱图中，分析得到萜烯类、醛类、酯类、醇类、酮类、醚类、酚类和芳香族化合物 类物质。在不同蝴蝶兰品种中，主要挥发性物质在数量和相对含量上具有较大差异。个蝴蝶兰种质资源中检测鉴定出的物质数量依次为、和，其 总 相 对 含 量 依 次 为、，萜烯类数量相对其他组分较高，分别为、（表）。不同蝴蝶兰的花香组成存有差异，每种植物的挥发性成分与含量都不相同，本研究中各品种的萜烯类物质种类数量占有最多且相对含量最高，是蝴蝶兰花朵中的主要挥发性成分。扣除标品物质后，个蝴蝶兰品种中均检测出萜烯类物质、酯类物质和醇类物质，各组分间相对含量差异较大。萜烯类物质作为蝴蝶兰花香的主要类别，和 中相对含量较高，分别为 和 ；、中，相 对 含 量 分 别 为、；、中，相对含量较低，分别为、。醇类物质在各品种中检测相对含量均较低，、和 中相对含量分别为、和，中仅占。中的酯类物质检测相对含量最高，为 ；和 次 之，分 别 为 和；中的相对含量最少，为。、和 中均检测出酮类物质和醚类物质，、和 中检测有酚类物质，、和 中检测有芳香族化合物，和 中除醛类物质的其他组分外均检测出有效物质，中除共有组分外仅检测有醛类物质（图）。不同蝴蝶兰品种花香主成分聚类分析不同品种的 种物质的主成分分析表明，品种与挥发性成分具有关联，并能在一定程度上确定挥发物中的致香成分。桉叶油醇、月桂烯等物质对 为正影响，香柑油烯、香柑油烯、香叶基丙酮、甲基苯甲醚等对 为负影响；古巴烯、榄香烯、（）白菖油萜、苯乙醇等物质对 为 正 影 响，芳 樟 醇、香 茅 醇 等 对 为 负影响。据此，根据主成分的不同 个蝴蝶兰品种被划分在 个象限中，中挥发性成分种类和数量均最多，萜烯类物质主要是桉叶油醇、香柑油烯、芳樟醇、（）白菖油萜；、和 分为一组，不含酮类、醚类、酚类物质，挥发性成分种类最少，萜烯类物质主