4个无性系杉木心材挥发性成分的GC−MS分析

于晓锐; 何美清; 刘云; 李丽萍; 张加研; 赵平

doi:10.11929/j.swfu.201909019

4个无性系杉木心材挥发性成分的GC−MS分析

于晓锐^1,2,,
何美清²,
刘云²,
李丽萍²,
张加研¹,
赵平^1,2, ,

1.
西南林业大学西南地区林业生物质资源高效利用国家林业和草原局重点实验室，云南昆明 650233
2.
西南林业大学西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室，云南昆明 650233

基金项目: “十三五”国家重点研发计划项目（2017YFD0600205-02）资助

详细信息

作者简介:
于晓锐（1993—），男，硕士研究生。研究方向：天然产物化学。Email: tsxmr01@163.com

通讯作者:
赵平（1965—），男，博士，研究员。研究方向：天然产物化学。Email: hypzhao@yahoo.com

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出版历程
- 收稿日期: 2019-09-04
- 修回日期: 2019-10-31
- 网络出版日期: 2020-06-28
- 发布日期: 2020-12-31

GC−MS Analysis of Volatile Components from the Heartwoods of 4 Cunninghamia lanceolata Clones

1.
Key Laboratory of National Forestry and Grassland Administration for Highly-Efficient Utilization of Forestry Biomass Resources in Southwest China, Southwest Forestry University, Kunming Yunnan 650233, China
2.
Key Laboratory of Ministry of Education for Forest Resources Conservation and Utilization in the Southwest Mountains of China, Southwest Forestry University, Kunming Yunnan 650233, China

摘要

摘要: 为明确不同无性系杉木心材挥发性成分的组成特点和含量差异，以浙江开化杉木无性系为研究对象，采用超临界CO₂流体萃取技术提取各心材挥发油，运用GC−MS联用技术对挥发性成分的组成特点和含量进行分析。结果表明：1993年种植的开化3号和1998年开化3号、开化13号、F24x那1−1和大坝8号的挥发油得率分别为1.33%、1.34%、1.26%、1.04%和1.45%，其中大坝8号的提取率最高；从4个无性系5个样品挥发油中共鉴定出71种挥发性成分，包括萜烯类53种、萜醇类12种、萜烯酯类4种和其他2种，其中共有成分有31种；从1993年种植开化3号、1998年开化3号、开化13号、F24x那1−1和大坝8号中分别鉴定出48种、48种、52种、52种和50种挥发性成分，主要成分为柏木醇、α−可巴烯、β−石竹烯和泪杉醇等，其中柏木醇为5个样品中含量最高的化学成分；萜烯类和萜醇类成分相对含量较高，是杉木特殊香气的主要来源，但在不同无性系杉木心材中的组成特点和含量存在差异；通过主成分分析，1993年开化3号、1998年开化3号和开化13号成分较为相似，聚为一类，而1998年大坝8号和F24x那1−1分别与开化系列无性系心材挥发性成分的组成差异较大，各自聚为一类。
- 杉木 /
- 无性系 /
- 心材 /
- 挥发性成分 /
- 气质联用
Abstract: The volatile oils in the heartwoods of Cunninghamia lanceolata clones collected from Kaihua County, Zhejiang Province were extracted and analyzed to clarify the composition characteristics and content differences of volatile components in different clones. The carbon dioxide supercritical fluid extraction method was used to extract volatile oils, which were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC−MS), respectively. It was found that the yields of volatile oils from the heartwoods of 'Kaihua 3', 'Kaihua 13', 'F24x Na1−1' and 'Daba 8' clones planted in 1998, and 'Kaihua 3' clone planted in 1993 were 1.34%, 1.26%, 1.04%, 1.45% and 1.33%, respectively. Among them, the yield of volatile oil in 'Daba 8' heartwood was the highest. A total of 71 volatile components including 53 kinds of terpenes, 12 kinds of terpene alcohols, 4 kinds of terpene esters, and 2 kinds of the others were identified from the 5 samples of 4 clones, and the 31 compounds are common ones. Among 'Kaihua 3' planted in 1993, 'Kaihua 3', 'Kaihua 13', 'F24x Na1−1' and 'Daba 8' planted in 1998, 48, 48, 52, 52 and 50 volatile components were identified, respectively. The main components in 5 samples were cedarol, α−cobaene, β−caryophyllene and manool, and the content of cedrol was the highest in all samples. The terpenes and terpene alcohols with the higher contents should be the prime fragrance source of the C. lanceolata, but the some differences on the composition and content differences of volatile components in different clones. According to the results from principal component analysis, the 'Kaihua 3' planted in 1993, 'Kaihua 3' and 'Kaihua 13' planted in 1998 were grouped in the same category due to the similarity of the composition and contents of volatile components, and the 'F24x Na1−1' and 'Daba 8' were divided into the other 2 different categories.
- Cunninghamia lanceolata /
- clone /
- heartwood /
- volatile component /
- GC−MS

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杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国重要商品用材树种之一，具有生长快、产量高、材性好、用途广等特性^[1-3]。杉木无性系选育是杉木造林种苗品质改良的主要手段，具有保持亲本优良特性、林分整齐和便于集约育林等优点^[4-9]。杉木富含杉木精油，其主要成分为柏木醇、α−柏木烯等^[10-16]，具有抗螨、抗菌活性、抗白蚁等功效^[17-18]。关于无性系的研究多集中在材性、胸径等遗传育种相关指标^{[4, 19]}，但是围绕不同无性系杉木心材挥发性成分的相关研究鲜有报道。

近年来，GC−MS联用技术广泛应用于挥发性成分的定性和定量分析^[20-22]，付宇新等^[23]对不同化学类型樟树（Cinnamomum camphora）叶挥发性成分进行了GC−MS联用分析，发现不同化学类型樟树叶挥发性成分的组成及含量存在差异。吴青思等^[24]通过从构造特征和挥发性成分上对交趾黄檀（Dalbergia cochinchinensis）和微凹黄檀（D. retusa）木进行了辨析。为明确不同无性系杉木心材挥发性成分的组成特点和含量差异，本研究以浙江省开化县采集的1993年开化3号和1998年的开化3号、开化13号、F24x那1−1、大坝8号4个无性系杉木心材为研究对象，采用超临界CO₂流体萃取法对其挥发油进行提取，运用GC−MS联用技术对其挥发性成分进行分析，以期阐明各无性系杉木心材挥发性成分的组成特点和成分差异，为杉木资源进一步的综合开发利用提供参考。

1. 材料与方法

1.1 试验材料

以2017年11月下旬于浙江省开化县国有林场采集的1998年种植的4个无性系杉木（开化3号、开化13号、F24x那1−1、大坝8号）为研究对象，同时采集1993年种植的开化3号作为对照（CK）。参考GB/T 1927—2009国家标准^[25]进行各无性系样木采伐，分别截取离地6.5～8.0 m高树段，去除树皮后的心材样品经阴干、粉碎，过3号筛处理后备用。

1.2 试剂、药品和仪器

中药粉碎机（永历制药机械有限公司，中国），BSA 224S−万分之一电子天平（赛多利斯科学仪器有限公司，中国），SPE−ED™ SFE−2型二氧化碳超临界流体萃取装置（应用分离公司，美国），Agilent 7890B气相色谱系统、5977MSD检测器、Agilent色谱工作站（安捷伦科技公司，美国）。无水乙醇、正己烷（广东光华科技股份有限公司，中国）均为分析纯，水是重蒸馏水，试剂均为分析纯。

1.3 试验方法

1.3.1 样品处理

精确称取杉木心材粉末100 g，置二氧化碳超临界流体萃取仪反应釜中，在压力30 MPa、温度50 ℃条件下提取120 min，提取完成后收集萃取样品，用正己烷萃取，减压浓缩干燥后称量，置于4 ℃冰箱遮光保存。每个无性系样品设置3个重复，分析时取样品适量溶于正己烷，0.45 μm滤头过滤后备用。

1.3.2 GC−MS分析条件

色谱条件：HP−5MS石英毛细管柱（30 m×250 μm×0.25 μm），进样口温度250 ℃，分流进样，分流比10∶1；进样量1.0 μL；载气为高纯氦气，恒流，柱流速1.0 mL/min；柱温起始温度50 ℃（保留2 min），以5 ℃/min升至220 ℃（保留10 min）。

质谱条件：离子源为EI，离子化电压70 V，检测器电压0.9 kV，发射电流60 A，离子源温度230 ℃，接口温度250 ℃；扫描范围15～500 amu，溶剂延迟2.5 min。

1.3.3 数据处理与统计分析

根据GC−MS联用仪分析得出的总离子流图，运用NIST MS数据库对匹配度达到90%及以上的挥发性成分进行谱库检索并结合文献进行分析。使用峰面积归一化法对挥发性成分相对百分含量进行计算。应用SPSS 24.0软件对4个无性系5个杉木心材挥发性成分进行主成分分析（PCA），通过得分图直观地描述不同无性系间的关系。

2. 结果与分析

2.1 杉木心材挥发油得率

采用超临界CO₂流体萃取法对1993年开化3号和1998年种植开化3号、开化13号、F24x那1−1、大坝8号心材样品进行提取，100 g样品的挥发油得率分别为1.33%、1.34%、1.26%、1.04%和1.45%。其中，大坝8心材挥发油的得率最高，F24x那1−1心材挥发油的得率最低。

2.2 不同无性系杉木心材挥发性成分分析

4个无性系的5个样品经过GC−MS联用分析之后，得到5个样品挥发油的总离子流图，如图1所示。由图1可知，主要物质的保留时间在20～37 min范围内，样品检测基线平稳，检测方法稳定，检测出峰分离度好，信噪比在合理范围，符合挥发性成分的检测要求，可进行数据分析。由所得信号可知，4个无性系的成分存在差异，但基本相似。4个无性系的5个心材挥发油中筛选出匹配度达到90%及以上的化学成分并结合相关文献，共鉴定出71种成分（表1）。

图 1 4个无性系杉木心材挥发性成分总离子流图

Figure 1. Total ion chromatographic profile of the volatile components from the heartwoods of 4 C. lanceolata clones

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表 1 4个无性系杉木心材挥发性成分

Table 1. The volatile components in the heartwoods of 4 C. lanceolata clones

化合物类别	组分编码	化合物	分子式（分子量）	相对含量/%
化合物类别	组分编码	化合物	分子式（分子量）	大坝8	开化13号	F24x那1−1	开化3号	开化3号（CK）
萜烯类	A1	α−蒎烯	C₁₀H₁₆（136）	0.08	0.44	0.84	0.29	0.27
	A2	莰烯	C₁₀H₁₆（136）	—	0.02	0.01	—	0.01
	A3	β−蒎烯	C₁₀H₁₆（136）	—	—	0.02	—	—
	A4	β−月桂烯	C₁₀H₁₆（136）	0.06	0.05	0.08	0.02	0.03
	A5	p/o−伞花烃	C₁₀H₁₄（134）	0.01	0.02	0.02	0.01	0.02
	A6	d−柠檬烯	C₁₀H₁₆（136）	0.04	0.11	—	0.04	0.08
	A7	萜品油烯	C₁₀H₁₆（136）	—	0.04	0.02	0.01	0.04
	A8	蒈烯	C₁₀H₁₆（136）	0.69	0.65	0.41	0.23	0.33
	A9	α−可巴烯	C₁₅H₂₄（204）	2.89	6.77	5.08	6.80	6.62
	A10	α−柏木烯	C₁₅H₂₄（204）	0.61	1.08	0.77	0.79	0.98
	A11	佛术烯（+）−Valencene	C₁₅H₂₄（204）	0.06	—	0.24	1.03	0.44
	A12	（1S, 5S）−2−甲基−5− （（R）−6−甲基庚−5−烯− 2−基）双环[3.1.0]己−2−烯	C₁₅H₂₄（204）	0.08	0.09	0.18	0.21	0.09

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化合物类别	组分编码	化合物	分子式（分子量）	相对含量/%
化合物类别	组分编码	化合物	分子式（分子量）	大坝8	开化13号	F24x那1−1	开化3号	开化3号（CK）
萜烯类	A13	β−石竹烯	C₁₅H₂₄（204）	1.63	3.55	2.68	3.97	3.14
	A14	cis−（−）−罗汉柏烯	C₁₅H₂₄（204）	0.50	0.73	1.01	1.12	0.75
	A15	（+）−Prezizaene	C₁₅H₂₄（204）	—	0.03	—	0.03	0.02
	A16	反式−β−金合欢烯	C₁₅H₂₄（204）	0.45	0.73	0.70	0.83	0.68
	A17	紫穗槐烯	C₁₅H₂₄（204）	—	0.02	0.02	0.03	0.03
	A18	γ−衣兰油烯	C₁₅H₂₄（204）	1.51	2.27	2.16	1.00	1.04
	A19	α−菖蒲二烯	C₁₅H₂₄（204）	0.15	0.52	0.20	0.21	0.20
	A20	大根香叶烯D	C₁₅H₂₄（204）	0.07	0.10	0.02	0.18	0.02
	A21	α−姜黄烯	C₁₅H₂₂（202）	1.03	2.11	3.97	1.51	1.08
	A22	β−桉叶烯	C₁₅H₂₄（204）	0.53	0.47	0.11	0.68	0.53
	A23	β−菖蒲烯	C₁₅H₂₄（204）	—	—	0.48	—	—
	A24	α−衣兰油烯	C₁₅H₂₄（204）	0.27	0.64	0.73	0.35	0.38
	A25	花侧柏烯	C₁₅H₂₂（202）	0.69	0.60	0.70	0.76	0.71
	A26	β−姜黄烯	C₁₅H₂₄（204）	—	—	—	0.15	0.16
	A27	α−菖蒲烯	C₁₅H₂₄（204）	1.01	1.43	1.59	1.29	1.29
	A28	β−倍半水芹烯	C₁₅H₂₄（204）	0.69	2.98	1.82	0.84	0.84
	A29	淫羊藿烯	C₁₅H₂₄（204）	—	0.14	—	—	—
	A30	cis−甜没药烯	C₁₅H₂₄（204）	0.08	0.17	0.34	0.33	0.33
	A31	α−二去氢白菖烯	C₁₅H₂₀（200）	0.06	0.21	0.16	0.07	0.08
	A32	γ−榄香烯	C₁₅H₂₄（204）	0.09	0.05	0.02	0.06	0.03
	A33	（+）−香橙烯	C₁₅H₂₄（204）	0.01	—	0.12	0.07	—
	A34	α−金合欢烯	C₁₅H₂₄（204）	0.12	0.14	0.08	—	—
	A35	新异长叶烯	C₁₅H₂₄（204）	0.05	—	—	—	—
	A36	香树烯	C₁₅H₂₄（204）	0.11	0.07	0.12	0.06	0.05
	A37	愈创木酚−3, 9−二烯	C₁₅H₂₄（204）	0.28	0.14	—	0.25	0.22
	A38	荜澄茄油烯	C₁₅H₂₄（204）	0.62	—	—	—	—
	A39	β−菖蒲二烯	C₁₅H₂₄（204）	0.84	0.45	0.66	0.69	—
	A40	β−杜松烯	C₁₅H₂₄（204）	—	—	—	0.05	—
	A41	卡达烯	C₁₅H₁₈（198）	0.13	0.16	—	—	—
	A42	β−Neoclovene	C₁₅H₂₄（204）	—	—	—	0.06	0.06
	A43	β−愈创木烯	C₁₅H₂₄（204）	—	0.04	—	—	—
	A44	（E）−长叶蒎烯	C₁₅H₂₄（204）	—	—	0.04	—	—
	A45	β−马阿里烯	C₁₅H₂₄（204）	0.49	0.44	0.41	0.39	0.28
	A46	14−羟基−δ−杜松烯	C₁₅H₂₄O（220）	—	—	0.10	—	—
	A47	Cyperadiene	C₁₅H₂₂（202）	—	—	0.02	—	—
	A48	10S, 11S−Himachala− 3（12）, 4−diene	C₁₅H₂₄（204）	—	—	0.01	—	—

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化合物类别	组分编码	化合物	分子式（分子量）	相对含量/%
化合物类别	组分编码	化合物	分子式（分子量）	大坝8	开化13号	F24x那1−1	开化3号	开化3号（CK）
萜烯类	A49	β−柏木烯	C₁₅H₂₄（204）	—	—	0.02	—	—
	A50	γ−杜松烯	C₁₅H₂₄（204）	—	—	0.06	—	—
	A51	Selina−4（15）, 7（11）−diene	C₁₅H₂₄（204）	0.02	—	—	—	—
	A52	异石竹烯	C₁₅H₂₄（204）	—	—	—	0.03	—
	A53	1, 4−Dimethyl−8− isopropylidenetricyclo [5.3.0.0（4, 10）]decane	C₁₅H₂₄（204）	0.02	—	—	0.03	—
	小计			16.00	27.46	26.04	24.46	20.84
萜醇类	B1	葑醇	C₁₀H₁₈O（154）	0.03	0.07	0.04	—	0.06
	B2	2−茨醇	C₁₀H₁₈O（154）	0.05	0.09	0.05	—	0.07
	B3	4−萜烯醇	C₁₀H₁₈O（154）	0.02	0.02	0.01	—	0.02
	B4	α−松油醇	C₁₀H₁₈O（154）	0.44	—	0.30	0.20	0.62
	B5	分蘖醇	C₁₅H₂₆O（222）	1.77	0.94	1.62	1.56	—
	B6	柏木醇	C₁₅H₂₆O（222）	42.66	24.76	34.18	37.78	48.29
	B7	β−桉叶醇	C₁₅H₂₆O（222）	0.76	0.69	—	0.51	0.53
	B8	α−杜松醇	C₁₅H₂₆O（222）	1.75	1.24	0.98	1.18	1.25
	B9	α−柏木烯醇	C₁₅H₂₄O（220）	0.10	0.38	0.41	0.17	0.23
	B10	α−红没药醇	C₁₅H₂₆O（222）	0.98	0.81	0.92	—	0.97
	B11	泪杉醇	C₂₀H₃₄O（287）	2.86	3.04	1.73	3.61	2.43
	B12	（+）−9, 10−Anti−copalol	C₂₀H₃₄O（287）	—	0.10	—	—	—
	小计			51.42	32.13	40.25	45.01	54.47
萜烯酯类	C1	乙酸龙脑酯	C₁₂H₂₀O₂（196）	0.09	0.11	0.12	0.07	0.05
	C2	桃金娘烯酸甲酯	C₁₁H₁₆O₂（180）	—	0.03	0.09	0.05	0.03
	C3	E−香叶酸甲酯	C₁₁H₁₈O₂（182）	0.03	0.04	—	0.02	0.02
	C4	乙酸柏木酯	C₁₇H₂₈O₂（264）	4.16	2.11	3.33	2.01	1.83
	小计			4.28	2.30	3.54	2.15	1.93
其他	D1	石竹素	C₁₅H₂₄O（220）	0.14	—	—	—	—
	D2	泪柏醚	C₂₀H₃₄O（287）	—	0.04	—	—	0.03
	小计			0.14	0.04	0	0	0.03
	合计			71.74	61.93	69.83	71.62	77.37
注：—表示未检出。

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从表1可知，浙江开化采集的杉木心材所提取鉴定出的挥发性成分可分为4类（图2），其中萜烯类53种、萜醇类12种、萜烯酯类4种和其他2种。1998年4个无性系共有33种共有成分，4个无性系5个样品共有成分31种。1993年与1998年的开化3号样品共有成分达到42种。1998年种植的开化3号与同年种植的F24x那1−1共有成分为38种、与开化13号共有成分为41种，与大坝8号共有成分是40种。

图 2 4个无性系杉木心材挥发性成分分类

Figure 2. Classification of volatile components in the heartwoods of 4 C. lanceolata clones

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1993年开化3号检出的萜烯类成分有33种（相对含量为20.84%）、萜醇类成分有10种（54.47%）、萜烯酯类成分有4种（1.93%）和其他类成分有1种（0.03%）。1998年开化3号检出的萜烯类成分有37种（24.46%）、萜醇类成分有7种（45.01%）和萜烯酯类成分有4种（2.15%）。1998年F24x那1−1检出的萜烯类成分有39种（26.04%）、萜醇类成分有10种（45.01%）和萜烯酯类成分有3种（3.54%）。1998年开化13号检出的萜烯类成分有36种（27.46%），萜醇类成分有11种（32.13%）、萜烯酯类成分有4种（2.30%）和其他类成分有1种（0.04%）。1998年大坝8号检出的萜烯类成分有35种（16.00%），萜醇类成分有11种（51.42%）、萜烯酯类成分有3种（4.28%）和其他类成分有1种（0.14%）。对4个无性系5个样品的主成分含量差异对比中发现，柏木醇（cedrol）为5个样品中含量最高的成分，其在1993年的开化3号中含量最高（48.29%），依次为1998年的大坝8号（42.66%）、开化3号（37.78%）、F24x那1−1（34.18%）和开化13号（24.76%）。

1993年、1998年种植的开化3号中鉴定出挥发性成分均为48种，1993年开化3号中相对含量在1%以上的成分有9种，占总挥发性成分的66.97%，1998年开化3号共鉴定出相对含量在1%以上的成分有11种，占总挥发性成分的61.86%，主成分柏木醇、α−可巴烯、β−石竹烯、泪杉醇、乙酸柏木酯的含量排序一致，由1993年与1998年开化3号对比也可以看出，树龄越长，柏木醇所占比越高。1998年开化13号共鉴定出52种，相对含量在1%以上成分有11种，占总挥发性成分的51.34%，柏木醇（24.76%）、α−可巴烯（6.77%）、β−石竹烯（3.55%）和泪杉醇（3.04%）这4种成分含量排序与1993年和1998年的开化3号一致。1998年F24x那1−1共鉴定出52种，相对含量在1%以上的有11种，占总挥发性成分的59.17%，柏木醇（34.18%）、α−可巴烯（5.08%）、α−姜黄烯（3.97%）、乙酸柏木酯（3.33%）、β−石竹烯（2.68%）为其主成分。1998年大坝8号共鉴定出50种，相对含量在1%以上的有9种，占总挥发性成分的61.27%，主成分为柏木醇（42.66%）、乙酸柏木酯（4.16%）、α−可巴烯（2.89%）和泪杉醇（2.86%），乙酸柏木酯（4.16%）的含量与其他4个无性系相比高于α−可巴烯（2.89%）含量。

2.3 不同无性系杉木心材挥发性成分的主成分分析

采用SPSS 24.0软件对4个无性系5个杉木心材挥发性成分进行主成分分析，结果表明4个无性系5个杉木心材样本可以明显地划分为3类（图3）。1993年开化3号、1998年开化3号和开化13号成分较为相似，聚为一类，而1998年大坝8号和F24x那1−1各自单独聚为一类。

图 3 4个无性系杉木心材挥发性成分PCA分析

Figure 3. The principal component analysis (PCA)diagram of volatile components in the heartwoods of 4 C. lanceolata clones

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3. 结论与讨论

从4个无性系5个杉木心材挥发油中共鉴定出71种挥发性成分，包括萜烯类53种、萜醇类12种、萜烯酯类4种和其他2种，其中萜烯类和萜醇类成分的相对含量占比较高，应为杉木心材特殊香气的主要来源^[26]。从1993年开化3号、1998年开化3号、开化13号、F24x那1−1和大坝8号中分别鉴定出48、48、52、52和50种化学成分，其中共有成分有31种，柏木醇在5个心材样品中的含量均为最高，依次为48.29%、37.78%、24.76%、34.18%和42.66%。其中，1993年开化、1998年开化3号、1998年开化13号的主要成分按含量依次均为柏木醇、α−可巴烯、β−石竹烯和泪杉醇，而F24x那1−1的主要成分依次为柏木醇、α−可巴烯、α−姜黄烯和乙酸柏木酯，大坝8号中的主要成分依次为柏木醇、乙酸柏木酯、α−可巴烯和泪杉醇，表明不同无性系杉木心材挥发性成分的组成特点和含量存在较大差异，推测可能是由于其各自的遗传背景差异所致，值得进一步开展相关的深入研究。同时通过对4个无性系5个杉木心材挥发性成分的主成分分析，验证了开化3号和开化13号的近源性。

在杉木心材挥发油的主要成分中，柏木醇是一种倍半萜醇，被认为是杉木精油抑菌的主要成分^[27]，也是非洲疟疾病媒首次发现的产卵引诱剂^[28]，具有镇静、抗炎、细胞毒活性^[29-30]，促进毛发生长^[31]和中枢神经系统调节^[32]等药理活性。α−可巴烯在神经退行性疾病领域具有减轻氧化损伤作用^[33]，同时在人淋巴细胞培养中不具基因毒性^[34]，β−石竹烯具有抗炎活性，可通过抗牙周病原菌的抗菌活性改善牙周健康^[35-36]，表明杉木心材精油具有良好的应用开发前景。

图 1 4个无性系杉木心材挥发性成分总离子流图

Figure 1. Total ion chromatographic profile of the volatile components from the heartwoods of 4 C. lanceolata clones

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图 2 4个无性系杉木心材挥发性成分分类

Figure 2. Classification of volatile components in the heartwoods of 4 C. lanceolata clones

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图 3 4个无性系杉木心材挥发性成分PCA分析

Figure 3. The principal component analysis (PCA)diagram of volatile components in the heartwoods of 4 C. lanceolata clones

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表 1 4个无性系杉木心材挥发性成分

Table 1 The volatile components in the heartwoods of 4 C. lanceolata clones

化合物类别	组分编码	化合物	分子式（分子量）	相对含量/%
化合物类别	组分编码	化合物	分子式（分子量）	大坝8	开化13号	F24x那1−1	开化3号	开化3号（CK）
萜烯类	A1	α−蒎烯	C₁₀H₁₆（136）	0.08	0.44	0.84	0.29	0.27
	A2	莰烯	C₁₀H₁₆（136）	—	0.02	0.01	—	0.01
	A3	β−蒎烯	C₁₀H₁₆（136）	—	—	0.02	—	—
	A4	β−月桂烯	C₁₀H₁₆（136）	0.06	0.05	0.08	0.02	0.03
	A5	p/o−伞花烃	C₁₀H₁₄（134）	0.01	0.02	0.02	0.01	0.02
	A6	d−柠檬烯	C₁₀H₁₆（136）	0.04	0.11	—	0.04	0.08
	A7	萜品油烯	C₁₀H₁₆（136）	—	0.04	0.02	0.01	0.04
	A8	蒈烯	C₁₀H₁₆（136）	0.69	0.65	0.41	0.23	0.33
	A9	α−可巴烯	C₁₅H₂₄（204）	2.89	6.77	5.08	6.80	6.62
	A10	α−柏木烯	C₁₅H₂₄（204）	0.61	1.08	0.77	0.79	0.98
	A11	佛术烯（+）−Valencene	C₁₅H₂₄（204）	0.06	—	0.24	1.03	0.44
	A12	（1S, 5S）−2−甲基−5− （（R）−6−甲基庚−5−烯− 2−基）双环[3.1.0]己−2−烯	C₁₅H₂₄（204）	0.08	0.09	0.18	0.21	0.09

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化合物类别	组分编码	化合物	分子式（分子量）	相对含量/%
化合物类别	组分编码	化合物	分子式（分子量）	大坝8	开化13号	F24x那1−1	开化3号	开化3号（CK）
萜烯类	A13	β−石竹烯	C₁₅H₂₄（204）	1.63	3.55	2.68	3.97	3.14
	A14	cis−（−）−罗汉柏烯	C₁₅H₂₄（204）	0.50	0.73	1.01	1.12	0.75
	A15	（+）−Prezizaene	C₁₅H₂₄（204）	—	0.03	—	0.03	0.02
	A16	反式−β−金合欢烯	C₁₅H₂₄（204）	0.45	0.73	0.70	0.83	0.68
	A17	紫穗槐烯	C₁₅H₂₄（204）	—	0.02	0.02	0.03	0.03
	A18	γ−衣兰油烯	C₁₅H₂₄（204）	1.51	2.27	2.16	1.00	1.04
	A19	α−菖蒲二烯	C₁₅H₂₄（204）	0.15	0.52	0.20	0.21	0.20
	A20	大根香叶烯D	C₁₅H₂₄（204）	0.07	0.10	0.02	0.18	0.02
	A21	α−姜黄烯	C₁₅H₂₂（202）	1.03	2.11	3.97	1.51	1.08
	A22	β−桉叶烯	C₁₅H₂₄（204）	0.53	0.47	0.11	0.68	0.53
	A23	β−菖蒲烯	C₁₅H₂₄（204）	—	—	0.48	—	—
	A24	α−衣兰油烯	C₁₅H₂₄（204）	0.27	0.64	0.73	0.35	0.38
	A25	花侧柏烯	C₁₅H₂₂（202）	0.69	0.60	0.70	0.76	0.71
	A26	β−姜黄烯	C₁₅H₂₄（204）	—	—	—	0.15	0.16
	A27	α−菖蒲烯	C₁₅H₂₄（204）	1.01	1.43	1.59	1.29	1.29
	A28	β−倍半水芹烯	C₁₅H₂₄（204）	0.69	2.98	1.82	0.84	0.84
	A29	淫羊藿烯	C₁₅H₂₄（204）	—	0.14	—	—	—
	A30	cis−甜没药烯	C₁₅H₂₄（204）	0.08	0.17	0.34	0.33	0.33
	A31	α−二去氢白菖烯	C₁₅H₂₀（200）	0.06	0.21	0.16	0.07	0.08
	A32	γ−榄香烯	C₁₅H₂₄（204）	0.09	0.05	0.02	0.06	0.03
	A33	（+）−香橙烯	C₁₅H₂₄（204）	0.01	—	0.12	0.07	—
	A34	α−金合欢烯	C₁₅H₂₄（204）	0.12	0.14	0.08	—	—
	A35	新异长叶烯	C₁₅H₂₄（204）	0.05	—	—	—	—
	A36	香树烯	C₁₅H₂₄（204）	0.11	0.07	0.12	0.06	0.05
	A37	愈创木酚−3, 9−二烯	C₁₅H₂₄（204）	0.28	0.14	—	0.25	0.22
	A38	荜澄茄油烯	C₁₅H₂₄（204）	0.62	—	—	—	—
	A39	β−菖蒲二烯	C₁₅H₂₄（204）	0.84	0.45	0.66	0.69	—
	A40	β−杜松烯	C₁₅H₂₄（204）	—	—	—	0.05	—
	A41	卡达烯	C₁₅H₁₈（198）	0.13	0.16	—	—	—
	A42	β−Neoclovene	C₁₅H₂₄（204）	—	—	—	0.06	0.06
	A43	β−愈创木烯	C₁₅H₂₄（204）	—	0.04	—	—	—
	A44	（E）−长叶蒎烯	C₁₅H₂₄（204）	—	—	0.04	—	—
	A45	β−马阿里烯	C₁₅H₂₄（204）	0.49	0.44	0.41	0.39	0.28
	A46	14−羟基−δ−杜松烯	C₁₅H₂₄O（220）	—	—	0.10	—	—
	A47	Cyperadiene	C₁₅H₂₂（202）	—	—	0.02	—	—
	A48	10S, 11S−Himachala− 3（12）, 4−diene	C₁₅H₂₄（204）	—	—	0.01	—	—

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化合物类别	组分编码	化合物	分子式（分子量）	相对含量/%
化合物类别	组分编码	化合物	分子式（分子量）	大坝8	开化13号	F24x那1−1	开化3号	开化3号（CK）
萜烯类	A49	β−柏木烯	C₁₅H₂₄（204）	—	—	0.02	—	—
	A50	γ−杜松烯	C₁₅H₂₄（204）	—	—	0.06	—	—
	A51	Selina−4（15）, 7（11）−diene	C₁₅H₂₄（204）	0.02	—	—	—	—
	A52	异石竹烯	C₁₅H₂₄（204）	—	—	—	0.03	—
	A53	1, 4−Dimethyl−8− isopropylidenetricyclo [5.3.0.0（4, 10）]decane	C₁₅H₂₄（204）	0.02	—	—	0.03	—
	小计			16.00	27.46	26.04	24.46	20.84
萜醇类	B1	葑醇	C₁₀H₁₈O（154）	0.03	0.07	0.04	—	0.06
	B2	2−茨醇	C₁₀H₁₈O（154）	0.05	0.09	0.05	—	0.07
	B3	4−萜烯醇	C₁₀H₁₈O（154）	0.02	0.02	0.01	—	0.02
	B4	α−松油醇	C₁₀H₁₈O（154）	0.44	—	0.30	0.20	0.62
	B5	分蘖醇	C₁₅H₂₆O（222）	1.77	0.94	1.62	1.56	—
	B6	柏木醇	C₁₅H₂₆O（222）	42.66	24.76	34.18	37.78	48.29
	B7	β−桉叶醇	C₁₅H₂₆O（222）	0.76	0.69	—	0.51	0.53
	B8	α−杜松醇	C₁₅H₂₆O（222）	1.75	1.24	0.98	1.18	1.25
	B9	α−柏木烯醇	C₁₅H₂₄O（220）	0.10	0.38	0.41	0.17	0.23
	B10	α−红没药醇	C₁₅H₂₆O（222）	0.98	0.81	0.92	—	0.97
	B11	泪杉醇	C₂₀H₃₄O（287）	2.86	3.04	1.73	3.61	2.43
	B12	（+）−9, 10−Anti−copalol	C₂₀H₃₄O（287）	—	0.10	—	—	—
	小计			51.42	32.13	40.25	45.01	54.47
萜烯酯类	C1	乙酸龙脑酯	C₁₂H₂₀O₂（196）	0.09	0.11	0.12	0.07	0.05
	C2	桃金娘烯酸甲酯	C₁₁H₁₆O₂（180）	—	0.03	0.09	0.05	0.03
	C3	E−香叶酸甲酯	C₁₁H₁₈O₂（182）	0.03	0.04	—	0.02	0.02
	C4	乙酸柏木酯	C₁₇H₂₈O₂（264）	4.16	2.11	3.33	2.01	1.83
	小计			4.28	2.30	3.54	2.15	1.93
其他	D1	石竹素	C₁₅H₂₄O（220）	0.14	—	—	—	—
	D2	泪柏醚	C₂₀H₃₄O（287）	—	0.04	—	—	0.03
	小计			0.14	0.04	0	0	0.03
	合计			71.74	61.93	69.83	71.62	77.37
注：—表示未检出。

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参考文献(36)

许忠坤, 徐清乾. 杉木纸浆材无性系选择研究 [J]. 林业科学研究, 2004, 17(6): 711−716. DOI: 10.3321/j.issn:1001-1498.2004.06.005

国家林业局森林资源管理司. 第7次全国森林资源清查及森林资源状况 [J]. 林业资源管理, 2010(1): 1−8. DOI: 10.3969/j.issn.1002-6622.2010.01.001

Zheng H Q, Duan H J, Hu D H, et al. Sequence-related amplified polymorphism primer screening on Chinese fir (Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook) [J]. Journal of Forestry Research, 2015, 26(1): 101−106. DOI: 10.1007/s11676-015-0025-0

周天相, 马常耕. 杉木无性系选育(开天系列) [J]. 林业科学, 2000, 36(3): 40−45. DOI: 10.3321/j.issn:1001-7488.2000.03.007

张孟德. 杉木无性系生长表现和优良无性系选择 [J]. 湖南林业科技, 2010, 37(3): 6−8. DOI: 10.3969/j.issn.1003-5710.2010.03.002

郑会全, 胡德活, 韦如萍, 等. 杉木速生无性系选择与材质分析 [J]. 中国农学通报, 2012, 28(10): 27−31. DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.2011-3239

许忠坤. 杉木无性系选择与生长潜力分析 [J]. 林业科学研究, 2014, 27(5): 598−603.

陈代喜, 李魁鹏, 黄开勇, 等. 广西20年生杉木无性系测定与早期选择研究 [J]. 中南林业科技大学学报, 2017, 37(11): 9−13.

孙云, 李鑫, 李勇, 等. 幼树阶段杉木不同无性系生长与形态性状分析 [J]. 中南林业科技大学学报, 2019, 39(3): 34−39.

朱凯, 曹少元, 陈科. 杉木油的提取及干馏油的精制 [J]. 农业工程学报, 2012, 28(9): 282−286.

仲利涛, 刘元. 超临界流体CO₂萃取杉木心材精油工艺的研究 [J]. 中南林业科技大学学报, 2012, 32(1): 198−200. DOI: 10.3969/j.issn.1673-923X.2012.01.043

李军集, 何春茂, 梁忠云, 等. “土法”提取杉木屑精油化学成份GC/MS分析及探讨 [J]. 热带农业科学, 2013, 33(11): 70−74. DOI: 10.3969/j.issn.1009-2196.2013.11.016

谭利娟, 晁燕, 喻宁华. 杉木精油化学成分的GC−MS分析 [J]. 湖南林业科技, 2013, 40(4): 57−59. DOI: 10.3969/j.issn.1003-5710.2013.04.014

刘元, 仲利涛. 杉木心材精油的化学成分分析 [J]. 中南林业科技大学学报, 2013, 33(12): 119−125. DOI: 10.3969/j.issn.1673-923X.2013.12.025

李文珠, 吴青思, 哈力克, 等. 不同工艺提取的杉木精油组分含量研究 [J]. 浙江林业科技, 2014, 34(1): 28−32. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3776.2014.01.007

胡铁, 谷政伟, 钟雄, 等. 杉木屑精油提取工艺及成分分析 [J]. 湖北农业科学, 2014, 53(14): 3387−3390. DOI: 10.3969/j.issn.0439-8114.2014.14.045

Chang S T, Chen P F, Wang S Y, et al. Antimite activity of essential oils and their constituents from Taiwania cryptomerioides [J]. Journal of Medical Entomology, 2001, 38(3): 455−457. DOI: 10.1603/0022-2585-38.3.455

Selim S A, Adam M E, Hassan S M, et al. Chemical composition, antimicrobial and antibiofilm activity of the essential oil and methanol extract of the Mediterranean cypress (Cupressus sempervirens L.) [J]. BMC Complementary and Alternative Medicine, 2014, 14: 179. DOI: 10.1186/1472-6882-14-179

王润辉, 胡德活, 郑会全, 等. 杉木无性系生长和材性变异及多性状指数选择 [J]. 林业科学, 2012, 48(3): 45−50. DOI: 10.11707/j.1001-7488.20120308

王大伟, 赵宁, 冯小飞, 等. 锈赭缘蝽臭腺分泌物的化学成分及其驱避作用分析 [J]. 西南林业大学学报(自然科学), 2018, 38(2): 148−152.

陈建烟, 刘超兰, 李永裕, 等. 浙江蜡梅叶片挥发油提取工艺优化及成分分析 [J]. 西部林业科学, 2020, 49(3): 24−29.

华梅, 司马永康, 马惠芬, 等. 长蕊木兰叶片挥发油的化学成分及其分类学意义 [J]. 西部林业科学, 2019, 48(1): 29−199.

付宇新, 江香梅, 罗丽萍, 等. 不同化学类型樟树叶挥发油成分的GC−MS分析 [J]. 林业工程学报, 2016, 30(2): 72−76.

吴青思, 王旋, 夏金尉, 等. 交趾黄檀和微凹黄檀木材构造特征及GC−MS的辨析 [J]. 林业工程学报, 2017, 31(6): 26−30.

中国国家标准化管理委员会. 木材物理力学试材采集方法: GB/T 1927—2009[S]. 北京: 标准出版社, 2009.

冉慧, 冯璐璐, 毛运芝, 等. 重庆4种野生樟科植物叶片精油GC−MS鉴定及挥发性成分分析 [J]. 林业科学, 2018, 54(7): 91−103. DOI: 10.11707/j.1001-7488.20180710

叶舟, 林文雄, 陈伟, 等. 杉木心材精油抑菌活性及其化学成分研究 [J]. 应用生态学报, 2005, 16(12): 2394−2398. DOI: 10.3321/j.issn:1001-9332.2005.12.034

Eneh L K, Saijo H, Borg-Karlson A K, et al. Cedrol, a malaria mosquito oviposition attractant is produced by fungi isolated from rhizomes of the grass Cyperus rotundus [J]. Malaria Journal, 2016, 15: 478. DOI: 10.1186/s12936-016-1536-7

Luo F, Ling Y, Li D S, et al. Characterization of a sesquiterpene cyclase from the glandular trichomes of Leucosceptrum canum for sole production of cedrol in Escherichia coli and Nicotiana benthamiana [J]. Phytochemistry, 2019, 162: 121−128. DOI: 10.1016/j.phytochem.2019.03.009

Wang J W, Chen S S, Zhang Y M, et al. Anti-inflammatory and analgesic activity based on polymorphism of cedrol in mice [J]. Environmental Toxicology and Pharmacology, 2019, 68: 13−18. DOI: 10.1016/j.etap.2019.02.005

Zhang Y, Han L, Chen S S, et al. Hair growth promoting activity of cedrol isolated from the leaves of Platycladus orientalis [J]. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2016, 83: 641−647.

Hori E, Shojaku H, Watanabe N, et al. Effects of direct cedrol inhalation into the lower airway on brain hemodynamics in totally laryngectomized subjects [J]. Autonomic Neuroscience, 2012, 168(1/2): 88−92.

Türkez H, Çelik K, Toğar B. Effects of copaene, a tricyclic sesquiterpene, on human lymphocytes cells in vitro [J]. Cytotechnology, 2014, 66(4): 597−603. DOI: 10.1007/s10616-013-9611-1

Turkez H, Togar B, Tatar A. Tricyclic sesquiterpene copaene prevents H₂O₂−induced neurotoxicity [J]. Journal of Intercultural Ethnopharmacology, 2014, 3(1): 21. DOI: 10.5455/jice.20131229104710

de Oliveira Neves J K, Apolinário A C, Alcantara Saraiva K L, et al. Microemulsions containing Copaifera multijuga Hayne oil-resin: Challenges to achieve an efficient system for β−caryophyllene delivery [J]. Industrial Crops and Products, 2018, 111: 185−192. DOI: 10.1016/j.indcrop.2017.10.025

Yoo H J, Jwa S K. Efficacy of β−caryophyllene for periodontal disease related factors [J]. Archives of Oral Biology, 2019, 100: 113−118. DOI: 10.1016/j.archoralbio.2019.02.015

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图(3) / 表(3)

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1. 材料与方法
1.1 试验材料
1.2 试剂、药品和仪器
1.3 试验方法
1.3.1 样品处理
1.3.2 GC−MS分析条件
1.3.3 数据处理与统计分析
2. 结果与分析
2.1 杉木心材挥发油得率
2.2 不同无性系杉木心材挥发性成分分析
2.3 不同无性系杉木心材挥发性成分的主成分分析
3. 结论与讨论

1. 材料与方法
1.1 试验材料
1.2 试剂、药品和仪器
1.3 试验方法
1.3.1 样品处理
1.3.2 GC−MS分析条件
1.3.3 数据处理与统计分析
2. 结果与分析
2.1 杉木心材挥发油得率
2.2 不同无性系杉木心材挥发性成分分析
2.3 不同无性系杉木心材挥发性成分的主成分分析
3. 结论与讨论

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4个无性系杉木心材挥发性成分的GC−MS分析

作者简介: 于晓锐（1993—），男，硕士研究生。研究方向：天然产物化学。Email: tsxmr01@163.com

通讯作者: 赵平（1965—），男，博士，研究员。研究方向：天然产物化学。Email: hypzhao@yahoo.com

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