炭疽病由炭疽菌属因起，是亚洲地区最迫切的绿植的病状一个，体现了强伤害性、生长广、影响范围之内大等特征。普通机械臭氧消毒剂仍是特定生态学防治炭疽病的首要技术手段，但乱用会导致病原菌体抗药力、生态被污染的和食材防护等情况。绿植的是非人工抗念珠菌材质的宝库，开发管理绿植的源臭氧消毒剂体现了采用性强、对非总体目标生态学相比防护、环保标准等主要优势。

2024年11月烟台先进材料与绿色制造山东省实验室杨军丽科学副研究员开发团队在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蛋白酶组学能力服务。

中文名字问题：绞股蓝皂苷GP5通过激活自噬有效控制炭疽病真菌Colletotrichum gloeosporioides

中文核心期刊：Postharvest Biology and Technology

2023年应响分子：6.4

公布耗时：2024年11月

客企业单位：烟台先进材料与绿色制造山东省实验室

研究方案装修材料：绞股蓝皂苷GP5处理后的炭疽病真菌C. gloeosporioides

拜谱具备技巧：DIA血清组学

钻研构思：

设计的结果

GP5对炭疽菌的减缓意义

通过 菌丝种子发芽频率法测定化合物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极其组成部分类似的性单质对球孢梭菌菌丝生长发育的后果

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

通过高倍显微镜观察，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氧浓度处里GP5后的孢子萌芽和芽管长宽高

（图源：Y. Liu, et al., POSTHARVEST BIOL TEC., 2024） 分析发掘，GP5能可行阻止iPhone、常见萄葡品种和番茄上的炭疽病斑存储。当GP5氧溶度达到500 mg/L时，iPhone、常见萄葡品种和番茄的炭疽病有这种情况率取得减低。在1000 mg/L氧溶度下，GP5对iPhone、常见萄葡品种和番茄的炭疽病有取得阻止用处（图3）。

图3 GP5可抑止球孢梭菌对学习收获结的果的毒力

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

GP5工作后炭疽菌菌体波动条件

通过扫描拍照电商体视显微镜（SEM）和散射电子为了满足电子时代发展的需求，体视显微镜（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处理后的电镜关注

（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治愈后的AO染色的

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

通过JC-1染料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 神经元内Ca2+密度和线粒体膜电势转变

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

蛋白质组学分析一下

通过DIA球膳食纤维组学技巧，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 脂肪酸质组学結果

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

内容总结

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 GP5PK对战C. gloeosporioides的抗真菌感染体制。

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

拜谱工作小结

研究采用DIA核蛋白组学，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、讲述后遮盖组、基础代谢组学以及几组学结合物品技术服务，欢迎致电咨询！

参阅文献资料：

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.