炭疽病由炭疽菌属促使，是亚洲最严峻的作物生理病害之六，体现了着强伤害性、布置广、染上区域大等特色。怪物学臭氧消毒剂仍是现在防制炭疽病的其主要技术手段，但误用促使病原菌体抗药效、学习环境生态破坏和产品安全性高性高等原因。作物是体现了抗白色念珠菌杂质的宝库，开发建设作物源臭氧消毒剂体现了着抉择性强、对非梦想怪物相对于安全性高性高、的环保等好处。

2024年11月烟台先进材料与绿色制造山东省实验室杨军丽研究方案员团队图片在Postharvest Biology and Technology杂志上发表题为“Gypenoside GP5 effectively controls Colletotrichum gloeosporioides, an anthracnose fungus, by activating autophagy”文章。研究利用DIA蛋白质组学技术，揭示了绞股蓝皂苷GP5通过激活自噬机制有效控制炭疽菌的机理，为防治炭疽病提供了新的思路。拜谱生物为该研究提供了DIA蛋白质组学枝术服务。

简体中文副标题：绞股蓝皂苷GP5通过激活自噬有效控制炭疽病真菌Colletotrichum gloeosporioides

期刊杂志：Postharvest Biology and Technology

202历经四年干扰因素：6.4

文章发表时刻：2024年11月

朋友部门：烟台先进材料与绿色制造山东省实验室

研究探讨原料：绞股蓝皂苷GP5处理后的炭疽病真菌C. gloeosporioides

拜谱出示技巧：DIA血清组学

学习方法：

探索导致

GP5对炭疽菌的抑制作而成用功效

通过 菌丝的生长传送速度法测定化合物GP4-GP7对菌丝生长的抑制作用，结果显示GP4-GP7的EC50值分别为96.98、27.5、38.48和61.59 mg/L。其中，GP5表现出最强的抑制效果，在12.5 mg/L浓度下，其抑制效果显著优于其他化合物。当GP5浓度为25 mg/L时，对炭疽菌的抑制率接近50%。此外，GP5的抗真菌活性超过了常用的化学农药百菌清和植物源农药苦参碱（图1）。

图1 GP5以及其成分差不多性有机化合物对球孢梭菌菌丝萌发的后果

（图源：Y. Liu, et al., POSTHARVEST BIOL TEC., 2024）

通过显微镜观察观察，发现在GP5浓度为EC50时，孢子萌发受到明显抑制；而在400 mg/L浓度下，孢子完全不萌发。培养8小时后，GP5处理组的孢子萌发率显著低于对照组。在400 mg/L浓度下，孢子芽管长度仅为11.11 μm，而对照组的芽管长度已达到92.70 μm。这表明GP5能够有效抑制炭疽菌孢子的萌发和芽管伸长（图2）。

图2 用EC50和400mg/L溶度清理GP5后的孢子想到了和芽管总长

（图源：Y. Liu, et al., POSTHARVEST BIOL TEC., 2024） 研究探讨发现，GP5才能有效的限制香蕉香蕉、冬枣和番茄上的炭疽病斑发展。当GP5酸度值做到500 mg/L时，香蕉香蕉、冬枣和番茄的炭疽病致病率差异性变低。在1000 mg/L酸度值下，GP5对香蕉香蕉、冬枣和番茄的炭疽病都是有差异性限加工制功能（图3）。

图3 GP5可能够抑制球孢梭菌对丰收果食的毒力

（图源：Y. Liu, et al., POSTHARVEST BIOL TEC., 2024）

GP5除理后炭疽菌菌体变化无常前提

通过测试电子技术光学显微镜（SEM）和散射光学显微镜观察（TEM）观察，发现GP5处理后的炭疽菌菌丝部分脱水，细胞壁结构发生变化（图4）。在400 mg/L浓度下，GP5处理的菌丝细胞壁粘附增强。TEM观察显示，GP5处理后，细胞内的线粒体结构变得模糊，线粒体嵴断裂，细胞器结构难以辨认，并且出现了自噬体和自溶酶体。这些结果表明，GP5通过诱导自噬导致细胞死亡，从而发挥抗菌作用。

图4 GP5处置后的电镜观测

（图源：Y. Liu, et al., POSTHARVEST BIOL TEC., 2024）

通过荧光显微镜观察，发现GP5处理后的炭疽菌细胞中出现大量红色荧光，表明存在大量的酸性囊泡结构，如自噬体和溶酶体（图5）。这与之前的TEM观察结果一致，证实了GP5诱导的自噬现象。此外，GP5处理后，细胞内钙离子（Ca2+）浓度升高，进一步激活自噬系统。

图5 GP5手术治疗后的AO印染

（图源：Y. Liu, et al., POSTHARVEST BIOL TEC., 2024）

通过JC-1染色法法检测线粒体膜电位，发现GP5处理后，线粒体膜电位显著下降。随着GP5浓度的增加，红色荧光逐渐减弱，绿色荧光逐渐增强，表明GP5能够诱导线粒体膜损伤，破坏线粒体功能，进而触发线粒体自噬（图6）。

图6 细胞系内Ca2+盐浓度和线粒体膜电极电位影响

（图源：Y. Liu, et al., POSTHARVEST BIOL TEC., 2024）

蛋清组学剖析

通过DIA核营养物质组学技術，发现GP5处理后，炭疽菌中有271个蛋白质表达发生显著变化，其中214个上调，57个下调（图7）。GO功能分析显示，差异表达蛋白主要参与代谢过程和细胞过程。KEGG通路分析显示，差异表达蛋白主要富集在有机物质代谢、细胞氮化合物代谢和基因表达等途径。特别是，自噬相关蛋白Atg8的表达上调，进一步证实了GP5通过自噬途径发挥抗真菌作用。

图7 蛋清质组学毕竟

（图源：Y. Liu, et al., POSTHARVEST BIOL TEC., 2024）

软文个人心得体会

研究发现绞股蓝皂苷GP5能够有效抑制炭疽菌的生长和致病性。通过体外实验，GP5显著抑制了炭疽菌菌丝的生长和孢子萌发，其效果优于常用的化学农药氯噻酮和植物源农药苦参碱。进一步的电镜观察和球蛋白组学分析显示，GP5通过激活自噬途径，诱导细胞内自噬体和自溶酶体的形成，从而导致炭疽菌细胞死亡。

图8 GP5对敌C. gloeosporioides的抗细菌逻辑。

（图源：Y. Liu, et al., POSTHARVEST BIOL TEC., 2024）

拜谱个人总结

研究采用DIA蛋白质组学，揭示了绞股蓝皂苷GP5通过激活自噬机制有效控制炭疽菌的机理。这一发现不仅为防治炭疽病提供了新的思路，还展示了DIA蛋白组学在植物病理学研究中的强大应用潜力。拜谱生物作为一家国内领先的多组学服务公司，率先引进赛默飞最新一代质谱仪Astral，并且专家团队总结多年DIA蛋白组项目经验，结合Astral质谱仪高稳定性、高灵敏度、高通量、高深度的特性对样品制备、分离技术、算法软件、实验设计全流程进行多维迭代更新，助力蛋白组学检测。此外，拜谱生物还提供转录组学、翻泽后淡化组、分解代谢组学以及几组学联动物料技术服务，欢迎致电咨询！

参考资料文章：

Liu Y, Li X, Gong C, et al. Gypenoside GP5 effectively controls Colletotrichum gloeosporioides, an anthracnose fungus, by activating autophagy[J]. Postharvest Biology and Technology, 2025, 220: 113305.