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紫薇‘香雪云’香气成分时空动态变化研究

徐婉 蔡明 潘会堂 张启翔

徐婉, 蔡明, 潘会堂, 张启翔. 紫薇‘香雪云’香气成分时空动态变化研究[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(6): 85-95. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160289
引用本文: 徐婉, 蔡明, 潘会堂, 张启翔. 紫薇‘香雪云’香气成分时空动态变化研究[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(6): 85-95. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160289
XU Wan, CAI Ming, PAN Hui-tang, ZHANG Qi-xiang. Study on spatial-temporal variability of volatile components inLagerstroemia indica 'Xiang Xue Yun'[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(6): 85-95. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160289
Citation: XU Wan, CAI Ming, PAN Hui-tang, ZHANG Qi-xiang. Study on spatial-temporal variability of volatile components inLagerstroemia indica 'Xiang Xue Yun'[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(6): 85-95. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160289

紫薇‘香雪云’香气成分时空动态变化研究

doi: 10.13332/j.1000-1522.20160289
基金项目: 

国家自然科学基金项目 31500574

北京市青年英才计划项目 YETP0743

北京市共建项目专项资助 2016GJ-03

福建省科技计划项目 2014N3012

详细信息
    作者简介:

    徐婉, 博士生。主要研究方向:园林植物遗传育种。Email:18101308671@163.com  地址:100083 北京市海淀区清华东路35号北京林业大学园林学院

    通讯作者:

    张启翔, 教授, 博士生导师。主要研究方向:园林植物资源与育种。Email:zqxbjfu@126.com  地址:同上

  • 中图分类号: S685.99

Study on spatial-temporal variability of volatile components inLagerstroemia indica 'Xiang Xue Yun'

  • 摘要: 为了研究紫薇‘香雪云’香气成分的时空动态变化,本文利用顶空-固相微萃取结合气相色谱-质谱(HS-SPME-GC-MS)联用技术,分析‘香雪云’花朵挥发性成分在4个开花时期(半开期、盛开期、盛开末期、衰败期)和盛开期花朵的3个花器官部位(花瓣、雄蕊、雌蕊)中的释放规律。结果表明:1)从紫薇‘香雪云’花朵的4个开花时期中,共检测出80种挥发性成分,分别属于11个类别;倍半萜类、单萜类和苯类化合物是其中具有较高质量分数的化合物类别;α-法尼烯、松香芹酮和苯乙醇等是盛开期中具有较高质量分数的挥发性成分。2)在紫薇‘香雪云’的不同开花阶段,各挥发性成分的释放规律不同;共呈现出6种主要的挥发模式,即持续下降模式、先下降后上升模式、先下降后上升再下降模式、持续上升模式、先上升后下降模式和先上升后下降再上升模式。3)就花器官而言,花瓣中的苯类化合物和萜类化合物的质量分数均较高;雌蕊和雄蕊中则均以萜类化合物为主,但化合物种类及其质量分数也存在较大差异。研究结果为了解紫薇属植物的香气成分奠定了基础,为紫薇香花定向育种提供了依据。
  • 图  1  紫薇‘香雪云’不同开花时期花朵挥发性成分的总离子色谱图

    Figure  1.  Total ion chromatogram of volatile components emitted fromLagerstroemia indica 'Xiang Xue Yun' flowers at different developmental stages

    图  2  紫薇‘香雪云’不同开花阶段挥发性成分类别及其含量的变化

    Figure  2.  Changes of different categories of VOCs at different developmental stages ofL. indica 'Xiang Xue Yun'

    图  3  紫薇‘香雪云’不同开花阶段挥发性成分类别及其含量的变化

    Figure  3.  Changes of different categories of VOCs at different developmental stages ofL. indica 'Xiang Xue Yun'

    图  4  紫薇‘香雪云’不同花器官部位挥发性成分种类及数量的变化

    Figure  4.  Changes of component type and number of volatile at different flower organs ofL. indica 'Xiang Xue Yun'

    图  5  紫薇‘香雪云’不同花器官部位挥发性成分类别及其含量的变化

    Figure  5.  Changes of component type and content of volatile at different flower organs ofL. indica 'Xiang Xue Yun'

    表  1  ‘香雪云’不同开花时期及花器官部位释放的挥发性有机成分及质量分数

    Table  1.   Components and mass fraction of volatile organic compounds(VOCs) at different developmental stages and floral organs ofLagerstroemia indica ‘Xiang Xue Yun’

    %
    保留时间
    Retention time
    (Rt)/min
    保留指数
    Retention index
    (RI)
    化合物
    Compound
    质量分数Mass fraction/%
    A B C D E F G
    5.60 761(762) 甲苯Toluene 0.06 Tr 0.20
    9.86 866(868) 反-4-己烯醇Trans-4-hexenol 0.12 0.09
    10.03 869(857) 叶醇Leaf alcohol 0.07
    10.11 871(869) E-3-己烯醇E-3-hexenol 0.16
    10.76 883(874) 5-甲基-3-亚甲基-5-己烯-2-酮
    5-methyl-3-methylene-5-hexen-2-one
    0.03
    11.12 890(892) 苯乙烯Styrene 0.04 0.29
    12.46 917(915) 茴香醚Anisole 0.02 0.22
    13.23 933(930) α-侧柏烯α-thujene 0.08
    14.09 950(946) 莰烯Camphene 0.09
    14.96 966(962) 安息香醛Benzaldehyde 1.84
    17.30 1 006(992) (4E)-4-已烯基乙酯(4E)-4-hexenyl acetate 0.2 0.03 2.44
    17.72 1 015(1 011) 乙酸己酯Hexyl acetate 1.33
    18.01 1 021(1 018) 对-甲基茴香醚p-methylanisole 0.08 1.12 0.31
    18.12 1 023(1 019) o-伞花烃o-cymene 0.57 0.91
    18.36 1 028(1 028) D-柠檬烯D-limonene 0.03 0.03 1.32 3.32 0.20
    18.80 1 037(1 037) 顺-α-罗勒烯cis-α-ocimene 0.02 0.06 0.75 1.45 0.12
    19.00 1 041(1 043) 2-乙基己酸甲酯Methyl2-ethylhexanoate 0.76 0.28 1.99 1.81 0.02 0.28 Tr
    19.33 1 047(1 045) α-甲苯甲醛α-tolualdehyde 16.57 1.83 11.63 33.00 0.22 0.32 1.54
    19.40 1 048(1 046) β-反-罗勒烯β-trans-ocimene 14.32 0.58 Tr
    19.99 1 060(1 066) 2-异丙基-5-甲基-1-己醇
    2-isopropyl-5-methyl-1-hexanol
    0.17
    20.30 1 065(1 051) 苯甲醇Benzyl alcohol 0.07
    21.16 1 080(1 068) β-苯乙基甲酯β-phenylethyl methyl ether 0.05
    21.32 1 083(1 083) 萜品油烯Terpinolene 0.24 0.77
    21.72 1 090(1 119) 顺-马鞭草烯酮cis-verbenone Tr 0.55 0.61 2.38 0.31 2.31 0.55
    22.03 1 095(1 099) 紫苏烯Perillen Tr 0.57 0.03 0.70 0.45
    22.61 1 106(1 111) 玫瑰醚Rose oxide 0.03 0.04 1.55 1.37 0.01 0.80
    22.76 1 110(1 114) 松香芹酮Pinocarvone 0.88 21.66 11.26 24.80 16.31 13.60 14.82
    23.00 1 115(1 116) 苯乙醇Phenylethyl alcohol 33.54 11.85 36.71
    23.45 1 125(1 127) 反-玫瑰醚trans-rose oxide 0.32 1.85
    24.20 1 141(1 142) 苯乙腈Benzyl nitrile 1.42 0.27 0.70 1.46
    24.80 1 154(1 151) β-香茅醛β-citronellal 0.55 0.08 0.18 0.04
    26.01 1 178(1 177) 苯乙酸甲酯Methyl phenylacetate 0.15 0.10 0.14 0.02
    26.64 1 190(1 191) 1-十二烯1-dodecene Tr 0.03 0.70 0.02 Tr 0.23
    27.04 1 197(1 195) 龙蒿脑Estragole 0.38 0.15 1.14 Tr 4.55 0.11 0.43
    27.47 1 205(1 213) 2-甲基-3-十一醇2-methyl-3-decanol 0.04 0.72
    27.49 1 206(1 207) 癸醛Decanal 0.16 3.49
    28.55 1 230(1 226) 顺-3-己烯基-α-丁酸甲酯
    cis-3-hexenyl-α-methylbutyrate
    0.30 3.14
    29.02 1 240(1 240) β-柠檬醛β-citral 1.03
    29.81 1 257(1 260) 3, 7-二甲基-6-辛烯酸甲酯Methyl citronellate 2.26 0.16 4.82
    29.90 1 259(1 252) p-茴香醛p-anisaldehyde 2.88
    30.44 1 270(1 268) 柠檬醛Citral 1.10 0.02 0.29 Tr 0.01 0.17 0.48
    32.59 1 316 2, 6-二甲基-2, 6-十二二烯
    2, 6-dimethyl-2, 6-dodecadiene
    0.17 0.06 0.19
    32.73 1 319(1 322) 甲酸香叶酯Methyl geranate 4.71 2.09 0.61 46.1
    33.63 1 340(1 350) (5Z)-2, 6, 10-三甲-1, 5, 9-十一三烯
    (5Z)-2, 6, 10-trimethyl-1, 5, 9-undecatriene
    0.22 0.07 0.03
    33.81 1 344 异喇叭烯Isoledene 0.02
    33.86 1 345(1 367) 2, 5-二甲基-2, 5双(过氧化氢)己烷
    2, 5-dimethylhexane-2, 5-dihydroperoxide
    1.22 1.05 12.06 5.17 0.03 0.11 8.39
    34.15 1 352(1 387) 长叶烯-(V4)Longifolene-(V4) 0.03
    35.06 1 372(1 375) α-古巴烯α-copaene 0.16 0.38 0.78 0.87 0.36 0.44 0.91
    36.09 1 395(1 400) 十四烷Tetradecane 0.08 0.05 1.10 0.53 0.02 0.17 1.45
    36.30 1 399(1 394) β-榄香烯β-elemene Tr Tr 0.01 0.04 0.32
    36.41 1 401(1 403) α-古芸烯α-gurjunene 0.08 0.64 0.39 Tr 0.56 0.58 0.31
    36.52 1 404(1 404) 长叶烯Longifolene 0.10 0.02 0.83 0.31 Tr 0.19 1.19
    36.80 1 411(1 415) α-雪松烯α-cedrene 0.11 0.02 0.70 0.40 0.04 0.08 0.38
    36.94 1 414(1 418) β-石竹烯β-caryophyllene 3.17 4.99 5.34 9.82 3.23 4.33 16.33
    37.13 1 419(1 421) β-雪松烯β-cedrene 0.02 Tr Tr Tr 0.06
    37.29 1 423(1 428) 罗汉柏烯Thujopsene Tr 0.06 Tr Tr 0.03 0.07 0.31
    37.37 1 426(1 423) β-荜澄茄油烯β-cubebene 0.10 0.05 0.04 0.07 0.25
    37.57 1 430(1 433) 二氢-β-紫罗兰酮Dihydro-β-ionone 0.02 0.02 0.01 Tr 0.17
    37.76 1 435(1 439) (+)-香橙烯(+)-aromadendrene 0.34
    38.06 1 443(1 431) β-刺柏烯β-gurjunene 0.10 0.11 0.24
    38.21 1 446(1 453) 香叶基丙酮Geranyl acetone 0.09 0.07 2.73 0.06 Tr 0.30
    38.31 1 448(1 447) (Z)-β-金合欢烯(Z)-β-farnesene 0.12 0.34 0.25 0.12 0.59
    38.44 1452(1 455) α-律草烯α-humulene 0.26 0.86 0.64 0.80 0.65 0.87 2.17
    38.61 1456(1 457) 香树烯Allo-aromadendrene 0.30 0.75 0.79 0.91 1.46
    39.12 1468(1 473) τ-古芸烯τ-gurjunene 0.03 0.11 0.11 0.16 0.18
    39.28 1471(1 473) τ-衣兰油烯τ-muurolene 0.08 0.19 Tr 0.15 0.17 0.72
    39.49 1477(1 475) α-紫穗槐烯α-amorphene 0.07 0.33 0.36 0.16 0.05
    39.87 1485(1 496) (Z,E)-α-法尼烯(Z,E)-α-farnesene 0.30 1.96 1.22 Tr 1.12 0.70 1.74
    40.13 1 491(1 499) 瓦伦烯Valencene 0.13 0.45 0.82 0.73 0.8 1.00
    40.24 1 494(1 495) α-衣兰油烯α-muurolene 0.37 0.46 0.44 0.65 3.28
    40.42 1 498(1 503) α-法尼烯α-farnesene 2.50 33.72 6.99 1.98 19.40 5.30 7.54
    40.60 1 503(1 494) α-桉叶烯α-selinene Tr 0.07 0.01 0.18
    40.82 1 508(1 510) τ-杜松烯τ-cadinene 1.13 3.95 2.15 0.40 4.13 6.44 2.66
    41.02 1 514(1 520) δ-杜松烯δ-cadinene 0.66 2.53 1.06 2.27 2.66 3.96 12.12
    41.20 1 518(1 520) (+)-喇叭烯(+)-ledene 0.11 0.84 0.62 0.47 0.16 0.62
    41.76 1 533(1 536) α-杜松烯α-cadinene 0.12 0.36 0.19 0.37 0.48 0.48
    42.71 1 559(1 559) ±-反-橙花叔醇±-trans-nerolidol 0.33 0.31 0.46 0.04 7.30
    42.90 1 562(1 564) 橙花叔醇Nerolidol 0.27 0.15
    43.14 1 568(1 560) 榧素Dendrolasin 0.54 0.84 0.56 0.67 1.00 0.24
    43.67 1 583(1 591) 异丁酸酯Txib 0.73 0.24 3.90 2.40 0.04 0.13 1.29
    44.15 1 594(1 600) 十六烷Hexadecane 0.10 0.10 0.40
    44.64 1 606(1 604) 雪松醇Cedrol 0.28 0.01 0.20
    44.75 1 609(1 594) 胡萝卜醇Carotol 0.95 0.03
    44.90 1 613(1 614) 异愈创木醇Bulnesol 0.18 1.70 0.56 Tr 0.61 0.28 0.43
    45.86 1 639(1 638) 杜松醇Cadinol 0.32 0.83 0.99 Tr 1.03 1.45 3.71
    47.87 1 691(1 700) 正十七烷n-heptadecane 0.08 0.04 3.73 0.64 0.01 0.11 0.40
    48.40 1 705(1 714) E,E-金合欢醛E,E-farnesal 0.49
    49.35 1 732(1 730) 反-金合欢醇trans-farnesol 1.50
    注:A,半开期;B,盛开期;C,盛开末期;D,衰败期;E,花瓣;F,雄蕊;G,雌蕊;Tr,质量分数<0.01%;—,不含该化合物。保留指数列中括号内数值为文献值。Notes: A, middle-opening period; B, full-opening period; C, late-blooming period; D, bloom-declining period; E, petal; F, stamen; G, pistil; Tr, mass fraction is<0.01%; —, not contained this kind of compound. Bracketed value in retention index column is literature value.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-09-06
  • 修回日期:  2017-02-22
  • 刊出日期:  2017-06-01

紫薇‘香雪云’香气成分时空动态变化研究

doi: 10.13332/j.1000-1522.20160289
    基金项目:

    国家自然科学基金项目 31500574

    北京市青年英才计划项目 YETP0743

    北京市共建项目专项资助 2016GJ-03

    福建省科技计划项目 2014N3012

    作者简介:

    徐婉, 博士生。主要研究方向:园林植物遗传育种。Email:18101308671@163.com  地址:100083 北京市海淀区清华东路35号北京林业大学园林学院

    通讯作者: 张启翔, 教授, 博士生导师。主要研究方向:园林植物资源与育种。Email:zqxbjfu@126.com  地址:同上
  • 中图分类号: S685.99

摘要: 为了研究紫薇‘香雪云’香气成分的时空动态变化,本文利用顶空-固相微萃取结合气相色谱-质谱(HS-SPME-GC-MS)联用技术,分析‘香雪云’花朵挥发性成分在4个开花时期(半开期、盛开期、盛开末期、衰败期)和盛开期花朵的3个花器官部位(花瓣、雄蕊、雌蕊)中的释放规律。结果表明:1)从紫薇‘香雪云’花朵的4个开花时期中,共检测出80种挥发性成分,分别属于11个类别;倍半萜类、单萜类和苯类化合物是其中具有较高质量分数的化合物类别;α-法尼烯、松香芹酮和苯乙醇等是盛开期中具有较高质量分数的挥发性成分。2)在紫薇‘香雪云’的不同开花阶段,各挥发性成分的释放规律不同;共呈现出6种主要的挥发模式,即持续下降模式、先下降后上升模式、先下降后上升再下降模式、持续上升模式、先上升后下降模式和先上升后下降再上升模式。3)就花器官而言,花瓣中的苯类化合物和萜类化合物的质量分数均较高;雌蕊和雄蕊中则均以萜类化合物为主,但化合物种类及其质量分数也存在较大差异。研究结果为了解紫薇属植物的香气成分奠定了基础,为紫薇香花定向育种提供了依据。

English Abstract

徐婉, 蔡明, 潘会堂, 张启翔. 紫薇‘香雪云’香气成分时空动态变化研究[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(6): 85-95. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160289
引用本文: 徐婉, 蔡明, 潘会堂, 张启翔. 紫薇‘香雪云’香气成分时空动态变化研究[J]. 北京林业大学学报, 2017, 39(6): 85-95. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160289
XU Wan, CAI Ming, PAN Hui-tang, ZHANG Qi-xiang. Study on spatial-temporal variability of volatile components inLagerstroemia indica 'Xiang Xue Yun'[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(6): 85-95. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160289
Citation: XU Wan, CAI Ming, PAN Hui-tang, ZHANG Qi-xiang. Study on spatial-temporal variability of volatile components inLagerstroemia indica 'Xiang Xue Yun'[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2017, 39(6): 85-95. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160289
  • 植物的花香除了能够维持其自身的繁殖、进化和再生,还可以产生令人愉悦的气味,营造嗅觉景观,是植物观赏价值的重要组成,也是近几年观赏植物研究的热点[1-3]。用于花香成分分析的分析方法有很多,其中样品的制备往往是整个分析方法的瓶颈。通常分析芳香类物质成分,用来浓缩待测物的样品制备方法包括吹扫捕集法、同时蒸馏萃取法、超临界流体萃取法、顶空法、液液萃取法和固相萃取法等[4-5]。但这些传统的样品前处理技术所需的时间很长,所消耗的时间约占整个分析时间的60%~70%[6]。固相微萃取技术因其集萃取、浓缩、解析和进样于一体的样品前处理特点,大大节省了原始样品被处理成仪器分析可测定的样品状态的时间,成为一种被广泛使用的样品前处理技术,在很多观赏植物的香气成分分析中得到应用[7-9]。目前已分离鉴定出的挥发性有机成分超过1 700种,主要包括萜类化合物、苯类/苯丙素类化合物和脂肪族化合物3大类[10]。受花发育阶段、授粉状态、内源生物钟及环境因素等的影响,这些挥发物成分的组成及含量也在不断变化,使得近几年来研究者们对挥发性成分的时空变化规律及昼夜节律释放等生理方面的研究十分关注[11-12]。此外,这些研究还可以为植物花香基因的代谢与调控提供数据支撑,在生物学和园艺学上都具有重要意义[13]。目前对花香时空变化规律的研究表明:植物花朵的香气大多来自花瓣,其他花器官部位如雌蕊、雄蕊等也能散发香气;其释放量一般都在花朵开放后的一段时间内达到最大值,然后逐渐呈现下降趋势[14-16]

    紫薇(Lagerstroemia indica)为千屈菜科(Lythraceae)紫薇属植物,又名百日红、痒痒树,是我国的传统名花,也是我国夏季重要的观花木本植物,在我国有1 700多年的栽培历史[17-18]。其树姿优美、造型多样、花色艳丽、夏季开花且花期长,具有很高的观赏价值,在我国城市园林中得到了广泛的应用[19]。然而,紫薇属植物基本不具备花香。根据文献记载,同属植物中仅尾叶紫薇(L. caudata)和紫薇品种‘香雪云’(L. indica ‘Xiang Xue Yun’)具有明显的花香味[20-21]。培育香花的紫薇品种不仅可以丰富紫薇的观赏性状,还能使紫薇夏季园林景观实现从“百日红”到“百日香”的提升,扩大紫薇在园林景观应用中的范围。目前,国内外紫薇新品种的培育主要利用杂交育种、诱变育种辅以选择育种的手段对抗病、抗寒、株型、花径等观赏性状进行改良,而紫薇香花育种仅有少量报道[22-25]。花香性状的综合性和遗传规律的复杂性给紫薇香花育种带来许多困难,其育种过程十分缓慢[26]。同时,由于缺乏对香花种质的深入挖掘,紫薇属花香物质的生物合成与调控机理仍不清楚,难以达到对香花种质的高效利用、实现紫薇花香定向育种。2014年,Zhang等[27]利用HS-SPME-GC-MS技术分析尾叶紫薇花朵的香气成分,共识别了39种化合物,这些化合物分属于烷烃(27.1%)、醇(14.3%)、酯(10.4%)和萜类(8.3%)这4个类别,棕榈酸(7.1%),反-香叶基丙酮(4.9%),十七烷(4.5%)和钛酸二丁酯(4.1%)是其主要的挥发性成分。目前,未见紫薇品种‘香雪云’花朵挥发性成分的研究报道,也未见其不同开花时期和不同花器官部位挥发性成分的研究报道。本研究以紫薇‘香雪云’为主要研究材料,通过顶空-固相微萃取技术结合气相色谱-质谱技术(HS-SPME-GC-MS技术)系统分析紫薇‘香雪云’4个开花阶段和3个花器官部位鲜花活体挥发性成分的时空变化规律,并通过比较分析紫薇属香花植物尾叶紫薇与紫薇‘香雪云’挥发性成分的异同,深入了解紫薇花香的主要挥发性成分及其时空变化规律,为紫薇重要花香化合物的分子调控机制提供理论依据。

    • 试验材料为栽培于北京市国家花卉工程中心种质资源圃的紫薇品种‘香雪云’(5年生苗,3株),植株生长环境一致,长势良好,均能正常开花。根据王晓玉等[28]对紫薇属香花植物尾叶紫薇单花开放过程的研究,认为紫薇单花开放的过程可分为萼片开裂、花瓣张开、柱头伸出、雄蕊露出、花药开裂、柱头授粉和花瓣萎蔫(整个过程在1 d内完成)7个阶段。结合2013年7月对紫薇‘香雪云’盛花期花香表型田间观测的结果,选择半开期(A,花瓣完全打开,雄蕊露出,无明显香味(05:00—07:00))、盛开期(B,花药开裂,柱头分泌黏液,香味浓郁(08:00—10:00))、盛开末期(C,柱头黏性消失,香味减弱(02:00—04:00))和衰败期(D,花瓣萎蔫,基本嗅不到花香味(05:00—07:00))4个时期分析紫薇‘香雪云’花朵香气释放的时间变化规律。取样时,根据不同开花时期对应的表型及时间,于晴天随机选取各植株向阳侧、上部枝条上质量相同的活体鲜花3朵(0.6 g)进行测试。空间变化规律以盛开期花朵的不同部位来表示,在盛开期采样结束后,立即将花朵分为花瓣(E)、雄蕊(F)和雌蕊(G)分别测试。花香成分测定在北京林业大学测试中心完成。

    • 先将固相微萃取的萃取纤维头在气相色谱的进样口进行老化,老化温度250 ℃,载气流量0.9 mL/min,不分流,老化时间30 min。将待测试材料置于25 mL的萃取瓶中(美国Supelco公司),用铝箔封口,塑料盖密封后,固定于铁架台上,密封平衡10 min;之后,插入65 μm PDMS/DVB萃取纤维头(美国Supelco公司);推出纤维头至样品上方1 cm处,于室温(25±5)℃顶空吸附1 h;然后,立即将萃取纤维头插入气相色谱质谱联用仪(GC3800/MS Saturn 2000 GC-MS联用仪,美国Varian公司制造)的进样口,推出纤维头,解吸进样。每个试验重复3次,吸取空萃取瓶中的气体作为空白对照。

    • J & W DB-5石英毛细柱(30.00 m×0.25 mm×0.25 μm);进样口温度250 ℃;载气为高纯氦气(99.999%),流速为0.8 mL/min;柱温为40 ℃,保持5 min,以3 ℃/min升至250 ℃,保持5 min;不分流进样,隔垫吹扫1.0 mL/min。

    • 电离源为电子轰击(EI)离子源;EI电离能量为70 eV;离子阱温度为150 ℃,歧管温度为40 ℃,GC-MS传输线温度为280 ℃,质量扫描范围为40~650 m/z,扫描速度为3次/s。

    • 首先以EI为电离源,进行GC-MS联用分析,采集所得到的质谱图利用NIST05库检索,同时结合保留指数(RI)定性的方法辅助质谱检索定性。用于测定保留指数的正构烷烃系列标准品为C6~C18。定量分析结果是依据总离子流色谱峰的峰面积归一化法来计算各组分的质量分数:各组分质量分数=(该物质峰面积/样品中所有组分的峰面积之和)×100%;取3次测定数据的平均值作为各挥发性有机物的质量分数。

    • 紫薇‘香雪云’4个开花时期挥发性成分总离子色谱图见图 1,其含量计算结果见表 1。通过GC-MS分析,扣除本底空气中的杂质,从紫薇‘香雪云’4个开花时期花朵释放的挥发物中共鉴定出80种化合物(表 1),包括倍半萜类化合物33种、单萜类化合物15种、不规则萜类化合物2种、苯类化合物11种、脂肪族化合物18种和含氮化合物1种。在相同试验条件下,随着紫薇‘香雪云’花朵从半开期、盛开期、盛开末期到衰败期,挥发性成分的种类逐渐减少,由半开期的66种,减少到衰败期的33种(图 2)。α-法尼烯(33.72%)、松香芹酮(21.66%)和苯乙醇(11.85%)等是盛开期质量分数较高的挥发性成分(表 1)。

      图  1  紫薇‘香雪云’不同开花时期花朵挥发性成分的总离子色谱图

      Figure 1.  Total ion chromatogram of volatile components emitted fromLagerstroemia indica 'Xiang Xue Yun' flowers at different developmental stages

      表 1  ‘香雪云’不同开花时期及花器官部位释放的挥发性有机成分及质量分数

      Table 1.  Components and mass fraction of volatile organic compounds(VOCs) at different developmental stages and floral organs ofLagerstroemia indica ‘Xiang Xue Yun’

      %
      保留时间
      Retention time
      (Rt)/min
      保留指数
      Retention index
      (RI)
      化合物
      Compound
      质量分数Mass fraction/%
      A B C D E F G
      5.60 761(762) 甲苯Toluene 0.06 Tr 0.20
      9.86 866(868) 反-4-己烯醇Trans-4-hexenol 0.12 0.09
      10.03 869(857) 叶醇Leaf alcohol 0.07
      10.11 871(869) E-3-己烯醇E-3-hexenol 0.16
      10.76 883(874) 5-甲基-3-亚甲基-5-己烯-2-酮
      5-methyl-3-methylene-5-hexen-2-one
      0.03
      11.12 890(892) 苯乙烯Styrene 0.04 0.29
      12.46 917(915) 茴香醚Anisole 0.02 0.22
      13.23 933(930) α-侧柏烯α-thujene 0.08
      14.09 950(946) 莰烯Camphene 0.09
      14.96 966(962) 安息香醛Benzaldehyde 1.84
      17.30 1 006(992) (4E)-4-已烯基乙酯(4E)-4-hexenyl acetate 0.2 0.03 2.44
      17.72 1 015(1 011) 乙酸己酯Hexyl acetate 1.33
      18.01 1 021(1 018) 对-甲基茴香醚p-methylanisole 0.08 1.12 0.31
      18.12 1 023(1 019) o-伞花烃o-cymene 0.57 0.91
      18.36 1 028(1 028) D-柠檬烯D-limonene 0.03 0.03 1.32 3.32 0.20
      18.80 1 037(1 037) 顺-α-罗勒烯cis-α-ocimene 0.02 0.06 0.75 1.45 0.12
      19.00 1 041(1 043) 2-乙基己酸甲酯Methyl2-ethylhexanoate 0.76 0.28 1.99 1.81 0.02 0.28 Tr
      19.33 1 047(1 045) α-甲苯甲醛α-tolualdehyde 16.57 1.83 11.63 33.00 0.22 0.32 1.54
      19.40 1 048(1 046) β-反-罗勒烯β-trans-ocimene 14.32 0.58 Tr
      19.99 1 060(1 066) 2-异丙基-5-甲基-1-己醇
      2-isopropyl-5-methyl-1-hexanol
      0.17
      20.30 1 065(1 051) 苯甲醇Benzyl alcohol 0.07
      21.16 1 080(1 068) β-苯乙基甲酯β-phenylethyl methyl ether 0.05
      21.32 1 083(1 083) 萜品油烯Terpinolene 0.24 0.77
      21.72 1 090(1 119) 顺-马鞭草烯酮cis-verbenone Tr 0.55 0.61 2.38 0.31 2.31 0.55
      22.03 1 095(1 099) 紫苏烯Perillen Tr 0.57 0.03 0.70 0.45
      22.61 1 106(1 111) 玫瑰醚Rose oxide 0.03 0.04 1.55 1.37 0.01 0.80
      22.76 1 110(1 114) 松香芹酮Pinocarvone 0.88 21.66 11.26 24.80 16.31 13.60 14.82
      23.00 1 115(1 116) 苯乙醇Phenylethyl alcohol 33.54 11.85 36.71
      23.45 1 125(1 127) 反-玫瑰醚trans-rose oxide 0.32 1.85
      24.20 1 141(1 142) 苯乙腈Benzyl nitrile 1.42 0.27 0.70 1.46
      24.80 1 154(1 151) β-香茅醛β-citronellal 0.55 0.08 0.18 0.04
      26.01 1 178(1 177) 苯乙酸甲酯Methyl phenylacetate 0.15 0.10 0.14 0.02
      26.64 1 190(1 191) 1-十二烯1-dodecene Tr 0.03 0.70 0.02 Tr 0.23
      27.04 1 197(1 195) 龙蒿脑Estragole 0.38 0.15 1.14 Tr 4.55 0.11 0.43
      27.47 1 205(1 213) 2-甲基-3-十一醇2-methyl-3-decanol 0.04 0.72
      27.49 1 206(1 207) 癸醛Decanal 0.16 3.49
      28.55 1 230(1 226) 顺-3-己烯基-α-丁酸甲酯
      cis-3-hexenyl-α-methylbutyrate
      0.30 3.14
      29.02 1 240(1 240) β-柠檬醛β-citral 1.03
      29.81 1 257(1 260) 3, 7-二甲基-6-辛烯酸甲酯Methyl citronellate 2.26 0.16 4.82
      29.90 1 259(1 252) p-茴香醛p-anisaldehyde 2.88
      30.44 1 270(1 268) 柠檬醛Citral 1.10 0.02 0.29 Tr 0.01 0.17 0.48
      32.59 1 316 2, 6-二甲基-2, 6-十二二烯
      2, 6-dimethyl-2, 6-dodecadiene
      0.17 0.06 0.19
      32.73 1 319(1 322) 甲酸香叶酯Methyl geranate 4.71 2.09 0.61 46.1
      33.63 1 340(1 350) (5Z)-2, 6, 10-三甲-1, 5, 9-十一三烯
      (5Z)-2, 6, 10-trimethyl-1, 5, 9-undecatriene
      0.22 0.07 0.03
      33.81 1 344 异喇叭烯Isoledene 0.02
      33.86 1 345(1 367) 2, 5-二甲基-2, 5双(过氧化氢)己烷
      2, 5-dimethylhexane-2, 5-dihydroperoxide
      1.22 1.05 12.06 5.17 0.03 0.11 8.39
      34.15 1 352(1 387) 长叶烯-(V4)Longifolene-(V4) 0.03
      35.06 1 372(1 375) α-古巴烯α-copaene 0.16 0.38 0.78 0.87 0.36 0.44 0.91
      36.09 1 395(1 400) 十四烷Tetradecane 0.08 0.05 1.10 0.53 0.02 0.17 1.45
      36.30 1 399(1 394) β-榄香烯β-elemene Tr Tr 0.01 0.04 0.32
      36.41 1 401(1 403) α-古芸烯α-gurjunene 0.08 0.64 0.39 Tr 0.56 0.58 0.31
      36.52 1 404(1 404) 长叶烯Longifolene 0.10 0.02 0.83 0.31 Tr 0.19 1.19
      36.80 1 411(1 415) α-雪松烯α-cedrene 0.11 0.02 0.70 0.40 0.04 0.08 0.38
      36.94 1 414(1 418) β-石竹烯β-caryophyllene 3.17 4.99 5.34 9.82 3.23 4.33 16.33
      37.13 1 419(1 421) β-雪松烯β-cedrene 0.02 Tr Tr Tr 0.06
      37.29 1 423(1 428) 罗汉柏烯Thujopsene Tr 0.06 Tr Tr 0.03 0.07 0.31
      37.37 1 426(1 423) β-荜澄茄油烯β-cubebene 0.10 0.05 0.04 0.07 0.25
      37.57 1 430(1 433) 二氢-β-紫罗兰酮Dihydro-β-ionone 0.02 0.02 0.01 Tr 0.17
      37.76 1 435(1 439) (+)-香橙烯(+)-aromadendrene 0.34
      38.06 1 443(1 431) β-刺柏烯β-gurjunene 0.10 0.11 0.24
      38.21 1 446(1 453) 香叶基丙酮Geranyl acetone 0.09 0.07 2.73 0.06 Tr 0.30
      38.31 1 448(1 447) (Z)-β-金合欢烯(Z)-β-farnesene 0.12 0.34 0.25 0.12 0.59
      38.44 1452(1 455) α-律草烯α-humulene 0.26 0.86 0.64 0.80 0.65 0.87 2.17
      38.61 1456(1 457) 香树烯Allo-aromadendrene 0.30 0.75 0.79 0.91 1.46
      39.12 1468(1 473) τ-古芸烯τ-gurjunene 0.03 0.11 0.11 0.16 0.18
      39.28 1471(1 473) τ-衣兰油烯τ-muurolene 0.08 0.19 Tr 0.15 0.17 0.72
      39.49 1477(1 475) α-紫穗槐烯α-amorphene 0.07 0.33 0.36 0.16 0.05
      39.87 1485(1 496) (Z,E)-α-法尼烯(Z,E)-α-farnesene 0.30 1.96 1.22 Tr 1.12 0.70 1.74
      40.13 1 491(1 499) 瓦伦烯Valencene 0.13 0.45 0.82 0.73 0.8 1.00
      40.24 1 494(1 495) α-衣兰油烯α-muurolene 0.37 0.46 0.44 0.65 3.28
      40.42 1 498(1 503) α-法尼烯α-farnesene 2.50 33.72 6.99 1.98 19.40 5.30 7.54
      40.60 1 503(1 494) α-桉叶烯α-selinene Tr 0.07 0.01 0.18
      40.82 1 508(1 510) τ-杜松烯τ-cadinene 1.13 3.95 2.15 0.40 4.13 6.44 2.66
      41.02 1 514(1 520) δ-杜松烯δ-cadinene 0.66 2.53 1.06 2.27 2.66 3.96 12.12
      41.20 1 518(1 520) (+)-喇叭烯(+)-ledene 0.11 0.84 0.62 0.47 0.16 0.62
      41.76 1 533(1 536) α-杜松烯α-cadinene 0.12 0.36 0.19 0.37 0.48 0.48
      42.71 1 559(1 559) ±-反-橙花叔醇±-trans-nerolidol 0.33 0.31 0.46 0.04 7.30
      42.90 1 562(1 564) 橙花叔醇Nerolidol 0.27 0.15
      43.14 1 568(1 560) 榧素Dendrolasin 0.54 0.84 0.56 0.67 1.00 0.24
      43.67 1 583(1 591) 异丁酸酯Txib 0.73 0.24 3.90 2.40 0.04 0.13 1.29
      44.15 1 594(1 600) 十六烷Hexadecane 0.10 0.10 0.40
      44.64 1 606(1 604) 雪松醇Cedrol 0.28 0.01 0.20
      44.75 1 609(1 594) 胡萝卜醇Carotol 0.95 0.03
      44.90 1 613(1 614) 异愈创木醇Bulnesol 0.18 1.70 0.56 Tr 0.61 0.28 0.43
      45.86 1 639(1 638) 杜松醇Cadinol 0.32 0.83 0.99 Tr 1.03 1.45 3.71
      47.87 1 691(1 700) 正十七烷n-heptadecane 0.08 0.04 3.73 0.64 0.01 0.11 0.40
      48.40 1 705(1 714) E,E-金合欢醛E,E-farnesal 0.49
      49.35 1 732(1 730) 反-金合欢醇trans-farnesol 1.50
      注:A,半开期;B,盛开期;C,盛开末期;D,衰败期;E,花瓣;F,雄蕊;G,雌蕊;Tr,质量分数<0.01%;—,不含该化合物。保留指数列中括号内数值为文献值。Notes: A, middle-opening period; B, full-opening period; C, late-blooming period; D, bloom-declining period; E, petal; F, stamen; G, pistil; Tr, mass fraction is<0.01%; —, not contained this kind of compound. Bracketed value in retention index column is literature value.

      图  2  紫薇‘香雪云’不同开花阶段挥发性成分类别及其含量的变化

      Figure 2.  Changes of different categories of VOCs at different developmental stages ofL. indica 'Xiang Xue Yun'

      紫薇‘香雪云’不同开花时期的挥发性成分及其相对含量不同(表 1图 3)。半开期的挥发性成分以来源于莽草酸途径的苯类化合物为主,达55.81%,其中苯乙醇的质量分数最高(33.54%),α-甲基苯甲醛次之(16.57%)。盛开期中苯类化合物的比重显著降低(14.19%),而来源于甲羟戊酸(MVA)途径的倍半萜类化合物(56.73%)和来源于2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(MEP)途径的单萜类化合物(25.18%)成为主要的挥发物类别;α-法尼烯、松香芹酮、β-石竹烯是萜稀类化合物中相对含量较高的成分,其质量分数分别为33.72%、21.66%、4.99%。盛开末期的挥发性成分也以单萜类(24.12%)和倍半萜(18.05%)化合物为主,与盛开期类似,含量较高的成分为松香芹酮(11.26%)、α-法尼烯(6.99%)、β-石竹烯(5.34%)等,但质量分数略有不同;与盛开期不同的是,烷烃类化合物的比重开始增加(16.89%)。衰败期中,单萜类化合物(38.03%)仍占有较高的比重,但苯类化合物的比重又开始增加(35.40%),两者中具有较高质量分数的挥发性成分分别为松香芹酮(24.80%)和α-甲苯甲醛(33.00%)。由此可以看出,萜类化合物是紫薇‘香雪云’的主要挥发物类别。

      图  3  紫薇‘香雪云’不同开花阶段挥发性成分类别及其含量的变化

      Figure 3.  Changes of different categories of VOCs at different developmental stages ofL. indica 'Xiang Xue Yun'

      在紫薇‘香雪云’4个开花时期检测到的80种挥发性成分中,有些成分仅在特定的时期出现:仅在半开期出现的有13种,包括β-雪松烯、β-香茅醛、β-柠檬醛、雪松醇、E, E-金合欢醛、反-金合欢醇、胡萝卜醇、甲苯、苯乙烯、安息香醛、p-茴香醛等;有8种仅在盛开期检测到,包括δ-愈创木烯、苯甲醇、茴香醚、E-3-己烯醇、叶醇等挥发性成分;各有1种仅在盛开末期和衰败期检测到,分别为乙酸己酯和紫苏烯。其余的57种挥发性成分在4个开花阶段的变化趋势不同,主要呈现6种挥发模式(以峰面积为参照):1)持续下降的模式(12种),包括二氢-β-紫罗兰酮、β-荜澄茄油、反-4-己烯醇、苯乙酸甲酯、2, 6-二甲基-2, 6-十二二烯、(5Z)-2, 6, 10-三甲-1, 5, 9-十一三烯、龙蒿脑、2-乙基己酸甲酯、苯乙腈、3, 7-二甲基-6-辛烯酸甲酯、β-反-罗勒烯和苯乙醇;2)先下降后上升的模式(4种),包括D-柠檬烯、甲酸香叶酯、α-甲基苯甲醛和香叶基丙酮;3)先下降后上升再下降的模式(9种),包括十四烷、十七烷、长叶稀、α-雪松烯、癸醛、(4E)-4-已烯基乙酯、柠檬醛、异丁酸酯和2, 5-二甲基-2, 5双(过氧化氢)己烷;4)持续上升的模式(3种),包括萜品油稀、反-玫瑰醚和顺-α-罗勒烯;5)先上升后下降的模式(25种),包括对-甲基茴香醚、o-伞花烃、2-甲基-3-十一醇、顺-3-己烯基-α-丁酸甲酯、榧素、τ-古芸烯、玫瑰醚、α-紫穗槐烯、α-古芸烯、τ-衣兰油烯、(+)-喇叭烯、(Z)- β-金合欢烯、α-杜松烯、α-法尼烯、瓦伦烯、α-古巴烯、异愈创木醇、α-律草烯、香树烯、(Z, E)- α-法尼烯、杜松醇、±-反-橙花叔醇、α-衣兰油烯、τ-杜松烯和β-石竹烯;6)先上升后下降再上升的模式(4种),包括顺-马鞭草烯酮、1-十二稀、δ-杜松烯和松香芹酮。

    • 通过GC-MS分析,从紫薇‘香雪云’3个花器官部位中共鉴定出69种挥发性成分(表 1):包括倍半萜类化合物35种、单萜类化合物12种、不规则萜类化合物2种、苯类化合物9种、脂肪族化合物10种和含氮化合物1种。其中,花瓣中检测到的挥发性成分数量较多,为57种;雌蕊次之,为54种;雄蕊中检测到的挥发物最少,为49种(图 4)。

      图  4  紫薇‘香雪云’不同花器官部位挥发性成分种类及数量的变化

      Figure 4.  Changes of component type and number of volatile at different flower organs ofL. indica 'Xiang Xue Yun'

      紫薇‘香雪云’不同花器官部位的挥发性成分及其相对含量不同(表 1图 5)。花瓣的挥发性成分以来源于甲羟戊酸(MVA)途径和2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸(MEP)途径的萜类化合物和来源于莽草酸途径的苯类化合物为主,质量分数分别为60.39%和37.35%。其中,α-法尼烯(19.40%)、松香芹酮(16.31%)是萜类化合物中的主要挥发性成分;苯类化合物则以苯乙醇(36.71%)为主。雄蕊和雌蕊的挥发性成分均以萜类化合物为主(质量分数分别为93.53%和85.04%),但侧重不同。雄蕊中的单萜类化合物(63.97%)相较倍半萜类化合物(29.56%)具有更高的质量分数,甲酸香叶酯(46.10%)是单萜中含量较高的挥发性成分;而雌蕊中的倍半萜类化合物(67.31%)相较单萜类化合物(17.26%)具有更高的质量分数,α-法尼烯(19.40%)和β-石竹烯(16.33%)是倍半萜中含量较高的挥发性成分。

      图  5  紫薇‘香雪云’不同花器官部位挥发性成分类别及其含量的变化

      Figure 5.  Changes of component type and content of volatile at different flower organs ofL. indica 'Xiang Xue Yun'

      与不同开花时期中的情况类似,某些挥发性成分也仅在特定的花器官部位出现,如异喇叭烯、橙花叔醇、胡萝卜醇、苯乙醇、苯乙酸甲酯、β-苯乙基甲酯、对-甲基茴香醚等物质仅在花瓣中被检测到;甲酸香叶酯、茴香醚、3, 7-二甲基-6-辛烯酸甲酯等物质仅在雄蕊中被检测到;α-侧柏烯、莰烯、D-柠檬烯、顺-α-罗勒烯、苯乙烯、2-异丙基-5-甲基-1-己醇等物质仅在雌蕊中被检测到(表 1)。

      与盛开期全花中检测到的挥发性成分相比较,在3个花器官部位中共检测到了15种在盛开期的全花中未检测到的物质,包括紫苏烯、雪松醇、十六烷、甲苯、胡萝卜醇、苯乙烯、β-香茅醛、长叶稀、异喇叭烯、β-刺柏烯、β-苯乙基甲酯、α-侧柏烯、2-异丙基-5-甲基-1-己醇、(+)-香橙烯和莰烯。考虑到在各花器官部位中检测到的挥发物数量比全花中的少的前提下,这15种化合物在各自的花器官部位中的质量分数仅占0.01%~0.70%,再考虑到各部位占全花中的比重,推测可能是由于这15个化合物在全花中所占的质量分数过低而导致在全花中单独检测时未检测到的原因。此外,8种在盛开期的全花中检测到的化合物,苯甲醇、反-4-己烯醇、叶醇、E-3-己烯醇、2-甲基-3-十一醇、β-反-罗勒烯、(4E)-4-已烯基乙酯和顺-3-己烯基-α-丁酸甲酯未在花瓣、雄蕊及雌蕊中检测到,推测可能是在其他两个花器官部位花萼和花梗中释放,有待进一步研究确认。

    • 本研究以HS-SPME-GC-MS技术为基础,首次对紫薇‘香雪云’不同开花阶段的花朵和盛开期花朵的3个花器官部位的挥发性成分进行分析。结果表明,在紫薇‘香雪云’4个开花时期中共检测到80种化合物,分属于11个类别,其中倍半萜类、单萜类和苯类化合物具有相对较高的质量分数,α-法尼烯、松香芹酮和苯乙醇是盛开期具有较高质量分数的挥发性成分(表 1图 3)。在紫薇‘香雪云’的不同开花阶段,各挥发性成分的释放规律不同,主要呈现6种挥发模式。不同花器官部位释放的挥发物数量、种类及其相对含量也存在差异:花瓣中以苯类化合物和萜类化合物为主;雌蕊和雄蕊中则均以萜类化合物为主,但化合物种类及其相对含量也存在较大差异。

      2014年,Zhang等[27]利用HS-SPME-GC-MS技术分析紫薇属芳香种质尾叶紫薇花朵的香气成分(1个时期,未有说明),共识别出39种化合物,这些化合物分属4个类别,其中烷烃类和醇类化合物具有相对较高的质量分数,棕榈酸,反-香叶基丙酮和十七烷是其主要的挥发性成分。通过比较分析尾叶紫薇与紫薇‘香雪云’花香的主要挥发性成分及其类别可以发现,两者存在一些共性:1)检测到了6个共有成分,D-柠檬烯、β-石竹烯、香叶基丙酮、δ-杜松烯、雪松醇和正十七烷,但各成分占总成分的相对含量在两者中均不高;2)尾叶紫薇中检测到的4个化合物类别(烷烃类、醇类、酯类和萜类)在‘香雪云’中均被检测到,是两者的共有挥发物类别。但也存在明显的差异:1)在紫薇‘香雪云’中检测到的苯类、醛类、酮类、烯烃类和含氮化合物均未在尾叶紫薇中检测到,且两者的主要挥发物类别不一致,前者以萜类化合物为主,后者以烷烃类化合物为主;2)有57种在紫薇‘香雪云’盛开期中检测到的化合物(共62种)未在尾叶紫薇中检测到,包括紫薇‘香雪云’盛开期的主要挥发性成分α-法尼烯、松香芹酮和苯乙醇。综上可以看出,尾叶紫薇和紫薇‘香雪云’花朵挥发性成分在数量、种类、主要挥发性成分及类别上都表现出明显的差异。但是,这一差异究竟是由于种质差异的不同,还是植株生长环境、检测平台/条件等的不同而引起的,还需要进一步的试验验证。

      紫薇‘香雪云’4个开花时期检测到的挥发性成分种类及质量分数不完全一致,这与前人对蜡梅(Chimonanthus praecox)、栀子(Gardenia jasminoides)、白丁香(Syringa oblata var.affinis)、桂花(Osmanthus fragrans)等芳香植物不同开花时期挥发性成分分析的研究结果一致[29-32]。这是因为花朵从开始开放到走向衰败的过程中,其内释放的挥发性成分经过脱氢、脱氧、催化、降解等一系列反应不断积累或生成新的化合物参与体内代谢,最终导致释放的挥发性成分的种类及相对含量随时间变化而出现明显的差异[33-34]。不同花器官部位中释放的挥发性成分的种类及质量分数也存在这一现象[35-36]。此外,有些挥发物仅在特定的时期和部位出现,如苯甲醇、茴香醚、叶醇等挥发性成分仅在紫薇‘香雪云’的盛开期中被检测到;甲酸香叶酯、茴香醚等物质仅在紫薇‘香雪云’盛开期的雄蕊中被检测到,之前在其他植物的花香研究中也存在类似现象[37-38]

      利用峰面积值分析紫薇‘香雪云’中的57种挥发性成分(除去在特定时期检测到的23种挥发性成分)的释放规律,发现共存在6种主要的挥发模式:1)持续下降的模式;2)先下降后上升的模式;3)先下降后上升再下降的模式;4)持续上升的模式;5)先上升后下降的模式;6)先上升后下降再上升的模式。其中,符合紫薇‘香雪云’香味观测田间表型“先升—后降”模式的挥发物共有25种,包括对-甲基茴香醚、o-伞花烃、2-甲基-3-十一醇、顺-3-己烯基-α-丁酸甲酯、榧素、τ-古芸烯、玫瑰醚、α-紫穗槐烯、α-古芸烯、τ-衣兰油烯、(+)-喇叭烯、(Z)-β-金合欢烯、α-杜松烯、α-法尼烯、瓦伦烯、α-古巴烯、异愈创木醇、α-律草烯、香树烯、(Z, E)-α-法尼烯、杜松醇、±-反-橙花叔醇、α-衣兰油烯、τ-杜松烯和β-石竹烯。这25种化合物中,除对-甲基茴香醚、o-伞花烃、2-甲基-3-十一醇、顺-3-己烯基-α-丁酸甲酯在盛开末期具有最高峰面积值外,其余21种化合物均是在盛开期时具有最高的峰面积值。但是,这21种化合物仅α-法尼烯(33.72%)在盛开期具有较高的质量分数,其余的20种化合物的质量分数均不高,仅0.04%~4.99%。紫薇‘香雪云’中具有较高质量分数的其余两个挥发性成分松香芹酮和苯乙醇的释放规律则分别符合“升—降—升”的模式和“持续下降”的模式,与紫薇‘香雪云’花朵香味随时间的表型变化模式不符。α-法尼烯作为主要花香物质在多个观赏植物中被检测到,且根据已发表的文献,它属于来源于甲羟戊酸途径(MVA pathway)的倍半萜化合物,在底物法尼基焦磷酸(FPP)和关键基因α-法尼稀合酶(α-farnesene synthase)的作用下,催化生成[39-40]。但是,α-法尼烯是否为紫薇‘香雪云’的主要致香物质,以及其余各挥发性成分在紫薇‘香雪云’香气形成中的贡献尚需进一步的试验验证。

参考文献 (40)

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