肉苁蓉花序挥发物的GC-MS成分分析

肉苁蓉花序挥发物的GC-MS成分分析

乔海莉1，陆鹏飞2，徐荣1，陈君1*，王霞1，马维思1，刘同宁3

(1.中国医学科学院、北京协和医学院药用植物研究所，北京100193;2.北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京100083;3.宁夏永宁县本草苁蓉种植基地，宁夏银川750100)

摘要目的:研究肉苁蓉花序挥发物的种类和相对含量，为其综合利用和种子繁育提供依据。方法:利用动态顶空套袋吸附法和气相色谱-质谱联用分析方法，研究近自然状态下肉苁蓉花期花序挥发物成分。结果:现蕾期到盛花期共从肉苁蓉花序中鉴定出40种挥发性化合物。现蕾期主要为烃类与绿叶挥发物，随着肉苁蓉花序上花朵开放，部分挥发物相对含量消失或减少，部分化合物相对含量增加，并出现一些新化合物。初花期和盛花期肉苁蓉花序主要挥发性成分为芳香性酯类与苯环类化合物，其相对含量较现蕾期显著增加。结论:肉苁蓉花序的挥发性成分种类多，且随开花进程出现种类和相对含量的变化，构成了肉苁蓉不同花期的香韵。

关键词 肉苁蓉花序;挥发物;动态顶空套袋吸附法;气相色谱-质谱联用

中图分类号:R284.1/R284.2文献标识码:A文章编号:1001-4454(2012)04-0573-05

肉苁蓉Cistanche deserticola Y.C.Ma为列当科肉苁蓉属多年生寄生性种子植物，寄生于藜科小乔木梭梭Haloxylon ammodendron的根部，以干燥带鳞叶的肉质茎入药。具有补肾阳、益精血、润肠通便之功效，是我国西北干旱区特有的传统名贵中药材，有“沙漠人参”之称〔1，2〕。肉苁蓉为异花传粉植物，其花色鲜艳，蜜腺发达，具有典型的虫媒花特点，田间试验表明，人工异花授粉或增加传粉昆虫数量可显著提高肉苁蓉种子产量〔3-5〕。推测肉苁蓉花或花序挥发性物质在吸引昆虫访花传粉方面发挥着重要作用。本试验利用动态顶空套袋吸附法收集肉苁蓉花序在不同生长发育时期的挥发性物质，分析现蕾、初花和盛花期花序之间挥发物成分的异同，对利用肉苁蓉花序挥发性物质吸引和控制传粉昆虫，提高其访花频率，提高肉苁蓉种子产量具有十分重要的意义。

1材料与采集方法

于2010年5月上旬，在宁夏永宁县本草苁蓉种植基地，选择现蕾期长势相对一致的健康肉苁蓉植株进行标记。采用动态顶空套袋气体采集方法，分别收集肉苁蓉现蕾、初花(10%～30%花朵开放)和盛花(100%花朵开放)期未被昆虫访问的花序挥发性物质，每个花期重复3次〔4，6〕，以空采集袋(无花序)作为对照。

用Reynolds微波炉袋套住肉苁蓉花序，扎紧采样部位。先将袋内空气抽走成真空状态;然后将装有50 mg Porapak Q吸附剂的吸附管与采集部位连接，用大气采样仪(QC-1S型)将潮湿的经活性炭过滤后的空气泵入采集袋内，30 min后开始循环采气。采样在晴天的10∶00～16∶00，采集气流为300 mL/min。采样完毕后用400μL正己烷将吸附剂中的气味物质洗脱下来，洗脱的提取液用于气相色谱-质谱分析。

2肉苁蓉花序挥发物的成分分析

2.1仪器与条件

2.1.1仪器:气相色谱-质谱联用仪GC-MS(美国

Agilent GC6890/MS5973)。

2.1.2条件:GC条件:DB-Wax石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25μm，J＆W Scientific，Folsom，Cal-ifornia)。起始柱温为50℃，保持1 min，以3℃/min速度升温至120℃，不保持，然后再以10℃/min升温至240℃，保持10 min。载气为氦气，进样口温度为220℃，进样量为2μL。

MS条件:EI电离源，离子能量70 eV，离子源温度200℃，扫描范围m/z 29～350。接口温度250℃，扫描间隔0.4 s。

2.2定性和定量分析采用Xcalibur1.2版本软件，通过NIST98谱图库检索兼顾保留时间，鉴定肉苁蓉花序挥发物成分。通过面积归一化法对各类化合物的相对含量进行定量。

3结果与分析

3.1现蕾期花序挥发物的化学成分从肉苁蓉现蕾期的花序中共提取鉴定出33种化合物，包括10种烃类化合物，其总相对含量为50.18%;其次为5种绿叶挥发物，即六碳直链的醇类、醛类、烃类和酮类，包括2-己醇、2-乙基-1-己醇、己醛、十六烷和3-己酮，总相对含量为22.94%;醛类化合物与苯环类化合物的相对含量和种类也较为丰富，分别为14.19%(4种)和11.05%(8种);另外还包含有少量的醇类、萜类、酯类和酮类化合物(图1A、表1)。

3.2初花期花序挥发物的化学成分肉苁蓉初花期花序挥发物为33种，以烃类与酯类化合物的相对含量达该时期最高，分别为27.29%、19.35%;其次为六碳直链的绿叶挥发物，其种类与相对含量达5

4结论与讨论

4.1关于肉苁蓉花序的化学成分研究已有相关文献报道，是将其新鲜花序切碎进行正丁醇萃取后，分离并鉴定出6-去氧梓醇、黑立脂素苷、8-表马钱子葡萄糖苷和半乳糖醇四种化合物〔7〕。本试验首次利用动态顶空套袋法，对近自然状态下的肉苁蓉花序挥发物进行采集，并通过GC-MS联用仪分析与鉴定其挥发性化学成分，其结果不仅准确、可靠，而且能更真实地反应出近自然状态下肉苁蓉花序所释放出的能吸引访花昆虫的气味物质，是目前分析鉴定低数量挥发性他感化合物的最精确方法〔8〕。

4.2肉苁蓉花序挥发性化合物的组成与比例在不同花期存在一定的差异。现蕾期花序挥发物以烃类化合物与绿叶挥发物为主要组分，伴随着肉苁蓉花的逐渐开放，这两类化合物的相对含量随之减少，但具有芳香性的酯类与苯环类化合物的含量则显著增加。这说明肉苁蓉由花蕾到花的转化中，其内部的化学成分存在一系列的生化反应，使得开花期的花序具有较浓郁的香味。这些香气成分的增多与其他成分一起构成了肉苁蓉花序挥发物特定的化学指纹图，从而能吸引更多的访花昆虫前来访问。作者在研究中也证明肉苁蓉在盛花期的访花昆虫和访花频率显著高于初花期(已整理文章)。上述试验结果对深入研究肉苁蓉花序挥发物与访花昆虫之间的互利共生关系，探讨如何提高访花昆虫对肉苁蓉花的准确识别与定位，以及提高肉苁蓉传粉昆虫的传粉效率奠定基础。

4.3昆虫寻找寄主植物的定位过程依赖于植物释放的挥发性化合物的观点已不容质疑。丰富的花的气味在显示花朵特点上起着很大的作用〔9〕。花香一般包括几个或多个化学成分，其中一个或几个主要成分占到很大的比例〔10〕。对于肉苁蓉花序而言，其挥发物成分复杂多样，这些挥发物是否对传粉昆虫具有显著的吸引作用，其主要成分是其中的一种，还是少数几种按一定浓度比例组成的混合物，还需要进一步深入的研究。

4.4肉苁蓉花序能挥发出多种芳香物质，香气是肉苁蓉花的重要特性之一。酯类、苯环类、醛类和萜

类物质是肉苁蓉花序的主要香气成分，这些成分除了能吸引传粉昆虫外，有很大一部分具有化工和医药价值。其中，乙酸正丁酯、丙酸丁酯具有令人愉悦的甜香味，存在于苹果、香蕉等果品中，常用作果实的香精;苯甲醛具有苦杏仁的香味，存在于苦杏仁油、藿香油、风信子油等植物精油中，是医药、燃料、香料和树脂工业的重要原料;苯乙酮以游离状态存在于一些植物的香精油中，多用作制药及其他有机合成的原料，也用于配置香料;柠檬烯是单萜类化合物，具有类似柠檬的香味，具有良好的镇咳、祛痰和抑菌作用。肉苁蓉花序挥发物中的这些具有功能性的成分有很好的应用价值，有必要对其进行更深入研究，以挖掘其深层次的经济价值。

参考文献

［1］国家药典委员会.中华人民共和国药典［S］.一部.北京:中国医药科技出版社，2010:126.

［2］屠鹏飞，何燕萍，楼之岑.肉苁蓉的本草考证［J］.中国中药杂志，1994，19(1):3-5，61.

［3］陈君，刘同宁，程惠珍，等.肉苁蓉传粉特性研究［J］.中国中药杂志，2003，28(6):504-506.

［4］陈君，于晶，徐荣，等.肉苁蓉生殖生物学初步研究Ⅰ.出土与开花［J］.中国中药杂志，2007，32(17):1729-1732.

［5］陈庆亮，田永桢，郭玉海，等.肉苁蓉开花习性观察

［J］.中药材，2008，31(9):1302-1303.

［6］Tasin M，Anfora G，Ioriatti C，et al.Antennal and behavior-al responses of grapevine moth Lobesia botrana females to volatiles from grapevine［J］.J Chem Ecol，2005，31(1):77-87.

［7］屠鹏飞，何燕萍，楼之芩.肉苁蓉鲜花序的化学成分研究［J］.中药材，1994，25(9):451，452，502.

［8］娄永根，程家安.植物-植食性昆虫-天敌三营养层次的相互作用及其研究方法［J］.应用生态学报，1997，8(3):325-331.