松材线虫病是一种由松材线虫（Bursaphelenchus xylophilus）引起的毁灭性森林病害，被称作“松树癌症”。松褐天牛（Monochamus alternatus）作为松材线虫病的主要传播者，其成虫主要通过取食健康松树的嫩枝来补充所需营养，并进一步快速地传播松材线虫^[1-2]。松材线虫的寄主范围广泛，根据国内外相关调查，目前已知受其侵害的松属树种多达43种。此外，该病原体还可侵染冷杉属（Abies）、云杉属（Picea）、落叶松属（Larix）和雪松属（Cedrus）的部分树种，但其危害程度相对较轻^[3]。受感染敏感的树种通常表现为针叶枯黄、萎蔫，最终导致整株死亡，对林业经济及生态系统构成严重威胁。根据国家林业和草原局公告（2025年第4号），截止2024年底，我国有已有18个省（区、市），620个县级行政区为疫区，严重威胁着我国3000多万hm²的松树资源。早在上世纪80年代，已有研究报道不同松树对松材线虫的抗性存在显著差异^[4-5]。

在松科植物中，松脂由树体各器官中存在的泌脂细胞分泌并贮藏在树脂道系统中，它是病原物如松材线虫、天牛幼虫和各种病原菌入侵后的第一道关卡^[8-11]。蒎烯类是松脂的主要成分，单萜类化合物具有良好的杀虫效果^[12]；倍半萜类化合物与松材线虫病抗性也有紧密联系^[13-18]。但目前对于落叶松松脂组分的研究甚少。本研究拟利用马尾松（Pinus massoniana）作为对照，分析落叶松与马尾松在松脂组分上的差异，初步探究落叶松的抗性机理，为未来落叶松抗性育种提供理论依据。

2 研究方法

2.1 试验材料

2.1.1 采松脂样木来源

落叶松试验材料来自黑龙江错海林场，在落叶松无性系种子园混系种子造林，随机取40株构成落叶松松脂测试群体。实验材料培育过程为：2005年实施种子育苗，次年完成幼苗移栽，2007年造林；对照马尾松试验材料皆来自浙江淳安姥山林场，2008年利用马尾松1代无性系种子园混系种子造林,随机取40株作为马尾松采脂样木。

2.1.2 抗性测定样木来源

落叶松试验材料选自40个家系混系种子育苗；马尾松试验材料选自种子园混系种子育苗。均选取2年生苗木各30株种植于实验室内，待苗木适应环境后进行人工强度接种。供试松材线虫选用致病力强的“广德 3B"用灰葡萄孢进行饲养，并在28℃恒温培养箱中进行培养。

2.2 试验方法

2.2.1 落叶松和马尾松抗性测定  

将2年生落叶松、马尾松移植于实验室内等待树木适应环境。使用贝尔曼漏斗法分离松材线虫。将线虫及其培养皿放于分离装置中并加入足量纯净水，浸泡12 h后收集线虫悬浮液，将悬浮液以300 r·min^-1速度离心5 min，去除上清液，加入蒸馏水制备成浓度为50头/ uL松材线虫悬浮液。2024年8月16日，在温度30℃以上的晴朗天气，在松苗主干处采用剥皮接种法：选择松苗主干同一位置处由下往上割开树皮，伤口长约5 cm，并用锉刀在伤口处刮出齿痕模拟天牛啃咬痕迹，后将200 μL浓度为50头/ μL的线虫悬浮液均匀注入伤口处。接种后将切开的树皮覆盖于伤口处，并缠绕保鲜膜，以保证线虫成活。此后每日记录各株样木发病情况。

2.2.2 松脂收集及化学组分分析

在每株样木胸径略低的位置，使用下降式单刀方法采集松脂，切口与树干形成45°角，侧沟深入木质部2~4 mm。将收集的新鲜松脂存入5 mL的聚乙烯管中，当松脂填充管体积的2/3时进行密封并冷冻保存待测。参考刘青华等（2016）气相色谱柱程序进行松脂化学组分测定，将获得的色谱峰图与有关的色谱数据、保留时间及标准样的色谱图进行比对来识别松脂化学组分，松脂组分含量则通过各组分与内标色谱图的峰面积来进行计算。

2.3 数据统计与分析

采用SPSS 27.0进行数据统计、T检验分析及显著性分析。采用Origin 2023对数据进行主成分分析。

3结果与分析

3.1 落叶松抗性测定

为研究落叶松和马尾松对松材线虫的抗性，分别对2种松树苗木强度接种松材线虫，结果发现，两者发病时间差异达显著或极显著水平。马尾松在7~8天时开始陆续发病，在15天时16株马尾松感病，在28-29天时马尾松全部死亡。然而，落叶松未发现感病迹象（图1）。总体表现为落叶松对松材线虫的抗性显著强于马尾松。该结果验证了落叶松抗松材线虫病的能力总体强于马尾松。

图1 落叶松与马尾松人工接种松材线虫发病时间对比

Fig.1 Comparison of disease onset time in L. gmelinii and P. massoniana artificially inoculated with B. xylophilus

3.2 落叶松与马尾松松脂组分差异分析

3.2.1 松脂组分成分差异分析

单萜中，落叶松共检测出9中萜类化合物，包括三环烯、α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、β-月桂烯、柠檬烯、β-水芹烯、4-蒈烯和龙脑崁醇。

在倍半萜中，落叶松与马尾松均检测到5种萜类化合物，除长叶蒎烯、环长叶烯、长叶烯、石竹烯4种成分无差别外，落叶松独有的倍半萜为金合欢烯，马尾松独有的倍半萜为洒剔烯。

此外，在落叶松中检测到较多的的二萜化合物，落叶松中的二萜共检测到14种，马尾松仅有7种，且马尾松中的二萜在落叶松中均可检测到。落叶松中的独有的二萜组分分别为泪杉醇、13-表泪柏醇、山达海松醇、海松醛、异海松醇、未知酸1、落叶松醇乙酸酯、间茴香酸。因此，较马尾松相比落叶松树干松脂中含有及丰富的二萜类组分

图2 落叶松与马尾松松脂组分及含量

Fig.2 Terpenoid composition and quantification in L.gmelinii and P. massoniana

3.2.2 松脂组分含量T检验分析

马尾松单萜中的主要成分为α-蒎烯，共占单萜类物质总量的87%以上。落叶松单萜当中的α-蒎烯占总含量约54%，β-蒎烯与柠檬烯共占单萜总含量的40%。除α-蒎烯与β-月桂烯外，其余单萜类化合物在马尾松与落叶松之间也均表现出极显著差异（p<0.001），其中莰烯、β-蒎烯与柠檬烯的含量在两者间相差较大。马尾松中莰烯的平均含量是落叶松的9.15倍；落叶松当中的β-蒎烯是马尾松的10.20倍，柠檬烯为马尾松的2.51倍，总体表现为马尾松中单萜总含量更高。

倍半萜类化合物在含量也表现出极显著差异（p<0.001）。落叶松中的倍半萜含量极少，每种萜类化合物的平均含量均未超过1.00 mg·g^-1，其中环长叶烯含量最少，仅为0.00~0.30 mg·g^-1。长叶烯含量最高，变幅范围为0.00~1.24 mg·g^-1。而马尾松中含量最低的洒剔烯平均含量已达2.41±1.27 mg·g^-1，马尾松中含量最高的倍半萜为长叶烯，变幅范围居于11.12~152.36 mg·g^-1。马尾松倍半萜总含量平均值为91.83 mg·g^-1，落叶松总含量平均值为1.49 mg·g^-1。总体表现为马尾松中的倍半萜含量远高于落叶松，且落叶松中倍半萜含量极少。

在二萜类组分中，长叶松酸、枞酸和新枞酸三者为马尾松和落叶松的主要萜类化合物，其占比为两松种二萜总含量的60%~75%。其中长叶松酸占比最高，新枞酸占比次之，马尾松的长叶松酸和新枞酸分别是落叶松的1.42倍和2.15倍。且除枞酸和海松酸的含量在二者之间未表现出显著性差异外，其余二萜物质在两者之间均存在极显著性差异（p＜0.001）。总体表现为马尾松中的二萜含量高于落叶松。

4 讨论与结论

本研究利用气相色谱(GC)仪对落叶松和马尾松松脂组分进行鉴定与分析，在落叶松松脂中共检测出28种萜类化合物，马尾松中检测出17种萜类化合物与前人检出的组分基本一致^[22-25]。通过PCA分析和T检验分析发现，单萜、倍半萜和二萜总含量以及检测出的各萜类化合物含量在2种松树间除α-蒎烯、β-月桂烯、枞酸、海松酸均具有极显著性差异(p<0.001)，且不同

本研究对落叶松和马尾松群体通过人工强度接种松材线虫来测试两种松树的抗性，结果显示落叶松抗性高于马尾松，与自然界两种松树的抗性一致。

研究发现不同松树松脂中倍半萜类化合物含量的多少是松树产生不同抗虫性的物质基础，且倍半萜类化合物对松墨天牛的取食行为具有一定的影响。本研究发现落叶松中的倍半萜总含量极低，平均含量均未超1.00 mg·g^-1，而易感树种马尾松倍半萜总含量极高，平均含量可达91.83 mg·g^-1，结合相关研究可知，松树抗性与倍半萜含量相关，松脂中倍半萜含量越低，抗性越高，因此落叶松抗性较强可能主要原因在于倍半萜含量极低。本研究基于抗性测定结果及松脂组分检测结果与上述结论基一致。

因此松树的抗性可能与倍半萜中的长叶烯有关，长叶烯含量越低松树的抗性越强。本研究明确了落叶松松脂组分及其含量与抗性的关系，对落叶松良种选育研究工作具有重要的参考意义，但关于落叶松松脂组分相关的抗性机理还需深入研究。

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