我国杨树资源丰富，其具有早期速生、无性繁殖容易的特点，人们渴望利用杨树迅速恢复植被、解决木材短缺等问题，因此大面积营造杨树人工林。近年来由于青杨脊虎天牛(Xylotrechus rusticus)的危害，造成大面积杨树剥皮、风折、干枯甚至死亡，对林业生产、生态环境、特别是三北防护林功能体系的发挥造成严重威胁。对青杨脊虎天牛的防治，一直是困扰有关研究者的难题，对这种局面如不及时有效地进行控制，将给杨树人工林带来毁灭性的灾害。为此，国家林业局将青杨脊虎天牛列入2005年3月1日生效的林业检疫性有害生物名单中。

昆虫通过对植物化学物质的感觉，对寄主作出取食、求偶、避敌以及寻找产卵场所等行为反应。人们已利用昆虫的这种行为深入探索新的害虫防治策略(Visser, 1986；樊慧等, 2004；鲁玉杰等, 2001；朱麟等, 2000)。笔者利用CO₂超临界技术提取了白城二号杨(Populus×xiaozhuanica cv. ‘Baicheng-2’)、小黑杨(P.simonii×P.nigra)、俄罗斯杨(P.russkii)、中东杨(P.berolinensis)、小青杨(P.pseudo-simonii)、小青×黑杨(P.pseudo-simonii×P.nigra)、大青杨(P.ussuriensis)、斯大林杨(P.stalintz)、银中杨(P.alba×P.berolinensis)和小叶杨(P.simonii)等10种杨树树皮的挥发性物质，对其进行化学成分分析及生物测定，以期筛选出对青杨脊虎天牛有作用的活性物质，为综合治理青杨脊虎天牛提供新的途径。

1 材料与方法

白城二号杨、小黑杨、俄罗斯杨、中东杨、小青杨、小青×黑杨、大青杨、斯大林杨、银中杨和小叶杨等10种杨树树皮均采自黑龙江大庆市红旗林场，树龄为25~30年(胸高处)。该林场建于1959年2月，地势平坦开阔，平均海拔140 m，无霜期148天，年平均降水395 mm。采集后即刻将树皮冲洗干净，粉碎，低温贮存。

虫源：在哈尔滨市呼兰区采伐的青杨脊虎天牛危害木上截取携带幼虫或蛹的木段，置于室外纱网内，待其羽化后，及时采集未交配的成虫供生物测定。

1.1 挥发油最佳条件

采用HA121-50-02型超临界萃取装置(南通市华安超临界萃取有限公司)。称取小叶杨树皮木屑40 g，15 mL二氯甲烷作夹带剂，选取萃取压力、萃取温度和萃取时间等3个因素与3个水平，按照表 1的条件进行L₉(3⁴)正交试验，确定以收率为指标的最佳萃取工艺条件。

1.2 挥发油提取

分别称取10种杨树树皮木屑120 g于萃取缸中，加入45 mL二氯甲烷作夹带剂，按最佳工艺条件萃取。所得挥发物供GC-MS分析。将挥发物配制成100 gE(每毫升浓缩液相当于100 g木屑)溶液供生物测定。挥发物收率＝挥发物质量(g)/原料质量(g)×100%。

1.3 挥发物的鉴定

HP6890/5973型气相色谱-质谱联用仪(Agilent公司)；弹性石英毛细管柱(25 m×200 μm×0.33 μm)；升温程序：60 ℃，保持5 min，以10 ℃·min^-1升至220 ℃；气化室温度为280 ℃；分流比20:1；进样量1μL；电离源为EI；电子能量70eV；离子源温度230℃；扫描范围30~500 amu。

1.4 青杨脊虎天牛行为反应的测定

本试验利用“Y”形嗅觉仪观察青杨脊虎天牛成虫对不同杨树树皮挥发性物的行为反应。“Y”形嗅觉仪基管长24 cm，内径4 cm；两臂长约26 cm，臂间夹角60°。两臂分别连接装有气味源和洁净空气的广口瓶，由大气采样仪协助空气气流经活性碳过滤，再经蒸馏水加湿后分别进入“Y”管两臂。

测试时，调节大气采样仪使空气流速为1 mL·min^-1。吸取100 μL待测液于4 cm²的普通滤纸上作气味源，以洁净空气作对照。分别将青杨脊虎天牛雌或雄成虫置于基管部，1 min后记录进入气味源管、对照管及基管中的头数。进入气味源管中的个体记为对气味源有选择性，进入对照管及基管中的虫体记为对气味源未作出选择。整个测试过程使嗅觉仪处于空气洁净、光线均匀的环境中。试验前将虫体饥饿12 h，每一气味源测试虫体16头，每8头调换“Y”管两臂方向。每一气味源重复3次，重复时更换气味源，更换不同树种气味源时需清洗整个装置。选择率＝气味源管中虫体数(头)/测试总虫数(头)×100%。青杨脊虎天牛雌、雄成虫对挥发物选择率的差异显著性利用SPSS软件分析。

2 结果与分析 2.1 CO₂超临界萃取挥发物的分析

对小叶杨树皮挥发物萃取的正交试验结果见表 2。

以小叶杨树皮挥发物收率为指标，对表 2进行分析。极差分析可知：R_L＞R_N＞R_M。在该试验条件下，萃取压力对其影响最大，是重要因素；萃取时间是次要因素，而萃取温度对其影响最小，3个因素的主次关系是萃取压力＞萃取时间＞萃取温度。直观分析可知：k₃^L＞k₁^L＞k₂^L，k₃^M＞k₁^M＞k₂^M，k₂^N＞k₃^N＞k₁^N，水平组合以L₃M₃N₂最优，即萃取压力25 MPa，萃取温度50 ℃，萃取时间60 min。对正交结果进行显著性检验、方差分析及多重比较分析结果见表 3和表 4。

由表 3可知，因素L(萃取压力)各水平之间差异极显著(P＜0.01)；因素M(萃取温度)各水平之间无显著性差异(P＞0.05)；因素N(萃取时间)各水平之间存在显著性差异(P＜0.05)。

表 4中对萃取压力和萃取时间进行多重比较分析可知，L₁与L₂水平之间差异不显著，L 3与L₁，L₂之间差异显著；N₂与N₃水平之间差异不显著，N₁与N₂，N₃水平之间存在显著差异；因素M各水平之间差异均不显著。

2.2 挥发性物质的定性定量分析

杨树树皮挥发物经CO₂超临界萃取，GC-MS分析后，10种杨树树皮挥发物的主要鉴定结果见表 5。结果表明：挥发性物质主要是醛类、酯类、酸类、烃类等物质，其中以酸类物质含量最高，小黑杨树皮中亚油酸含量达68.78%，小青×黑杨树皮中十六酸含量达17.03%，且这2种物质在10种杨树树皮中均有发现；而醛类、酯类、烃类物质的含量不高。以下几种杨树树皮中存在特异物质：中东杨含龙脑和萘类化合物，小青杨中有酮类物质存在，小青×黑杨中发现了醌类物质。CO₂超临界萃取的挥发物种类较多，其中挥发性小分子物质含量较低，大分子酸类物质含量较高。

2.3 青杨脊虎天牛对10种杨树树皮挥发物的行为反应

青杨脊虎天牛对10种杨树树皮100 μL挥发物的选择结果见表 6。结果表明：青杨脊虎天牛雄成虫对小青杨树皮挥发物的选择率54.17%，为最高；雌成虫对小青杨、中东杨及小青×黑杨树皮挥发物有一定选择性，选择率分别是54.17%，54.17%及58.33%；雌、雄成虫对其他杨树树皮挥发物的选择率均较低，在47.92%以下。显著性分析结果表明：青杨脊虎天牛雄成虫对10种杨树树皮挥发物的选择性无显著差异(P＞0.05)，而雌成虫呈显著差异(P＜0.05)。

3 讨论

通过直观分析、极差分析、方差分析和多重比较，考虑提高整个试验效率，最后确定萃取压力25 MPa，萃取温度50 ℃、萃取时间60 min为CO₂超临界萃取杨树树皮挥发物的最佳萃取条件。试验结果表明：杨树树皮挥发性物质中，亚油酸、酯类及长链烷烃等大分子物质相对含量较高，小分子挥发物含量较少，不同杨树树皮挥发物的化学组成及相对含量存在一定差异，是青杨脊虎天牛对树皮挥发物选择率不同的主要原因之一。CO₂超临界萃取是一种萃取率较高的提取挥发物的方法，10种杨树皮挥发物在种类上存在差异。结合GC-MS分析结果，顺-1, 3-二甲基环己烷、辛烷、乙基环己烷、乙基苯等小分子化合物相对含量小，且只在白城二号杨、中东杨或小青杨树皮中检测到，笔者认为这几种化合物是杂质，不是青杨脊虎天牛寻找寄主的主要气味源；十六酸和亚油酸在树皮挥发物中含量较高，初步推测这两种物质可能对青杨脊虎天牛寻找寄主起重要作用；中东杨树皮中的龙脑、双辛基邻苯二甲酸等特异化合物可能是青杨脊虎天牛寄主定位的重要物质；十六醛在中东杨树皮中含量为4.14%，十六碳二烯酸甲基酯占小青杨树皮挥发物的4.28%，9, 17-十八碳二烯醛在中东杨和小青杨树皮中的含量分别为4.29%和7.56%，二十七烷在小青×黑杨树皮中的含量是7.36%，且青杨脊虎天牛对中东杨、小青杨、小青×黑杨树皮挥发物的选择率较大，这几种物质可帮助天牛识别寄主；小黑杨、俄罗斯杨及小叶杨树皮中均发现了豆甾醇-3, 5-二烯这一化合物，相对含量均在5.56%以上，但青杨脊虎天牛对这几种杨树皮挥发物的选择率差异较大，豆甾醇-3, 5-二烯对青杨脊虎天牛行为的作用需进一步研究；青杨脊虎天牛雌成虫对10种杨树皮挥发物的选择性达到显著水平(P＜0.05)，可依杨树皮挥发物的化学组成及相对含量配制引诱剂，对雌成虫进行调控，最终使青杨脊虎天牛种群降到经济允许水平之下，达到防治的目的。

挥发性物质的组成、结构、含量，以及昆虫自身的生理状况、发育阶段等因素均可对昆虫的寄主定向行为产生影响。杨树树皮挥发物是由多种含量不同的化学物质组成的复合物，天牛通过嗅觉对树皮挥发物作出定向反应的过程中，特异性化合物或特定的混合物起了重要作用。如萝卜(Raphanus sativus)、叶中的挥发性化合物4-甲硫基-3-丁烯异硫氰酸酯对桃蚜(Myzus persicae)有较强引诱活性(阚炜等，2001)；Nordlander(1990)发现α-蒎烯是突背蔗犀金龟子(Alissonotum impressicolle)的引诱剂；棉铃虫寄主Cajanus cajan中的β-石竹烯(caryophyllene)，α-Humulene，α-Guajene，α-Muurolene，γ-Muurolene和α-Bulnesene等6种物质混合后可对雌棉铃虫产生引诱作用，而这6种物质单独存在时则不起作用(Hartlieb et al., 1996)；α-紫罗酮、β-紫罗酮、2-己烯醛、3-己烯醇、3-己烯醇醋酸酯、2-己烯醇和1-辛烯醇等7种物质以特定比例混合后可诱捕美洲斑潜蝇(Liriomyza sativae)成虫(魏明等，2005)；此外，植物挥发物还可与昆虫信息素协同作用影响昆虫对寄主的定向行为。本研究采取CO₂超临界萃取杨树树皮挥发物用于青杨脊虎天牛的生物测定，可为研究该虫寄主搜索行为的化学指纹图谱提供参考。

本文初步探讨了杨树挥发性物质对青杨脊虎天牛寄主选择行为的影响。要利用生物活性物质调控青杨脊虎天牛种群，尚需采取不同提取方法及生物测定技术进行活性挥发物的筛选，并进一步通过EAG技术确定对青杨脊虎天牛具有活性作用的化学单体及其复合物；此外，还需综合考虑天牛与寄主及环境的关系，对室内及田间生物测定结果进行综合分析，以探究出对青杨脊虎天牛引诱效果好、安全性高的化合物及其应用技术。