炭疽病由炭疽菌属带来，是全球各地最艰巨的树木生理病害组成，存在强损坏性、分布图制作广、妇科感染范畴大等优缺点。物理化学除臭剂仍是当前工作有机废气炭疽病的首要有效途径，但过度使用造成的致病菌体抗药力、大空气环境话题和食品类的的安全等话题。树木是本身抗细菌化合物的宝库，開發树木源除臭剂存在挑选性强、对非个人目标海洋生物相对的的的安全、节能等优缺点。

2024年11月烟台先进材料与绿色制造山东省实验室杨军丽设计员团对在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球蛋白组学方法服务。

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

刊物：Postharvest Biology and Technology

202历经四年干扰细胞因子：6.4

发表过时间间隔：2024年11月

企业客户公司：烟台先进材料与绿色制造山东省实验室

探索用料：绞股蓝皂苷GP5处理后的炭疽病真菌C. gloeosporioides

拜谱供应技术性：DIA蛋清组学

论述方法：

设计结论

GP5对炭疽菌的遏加工制意义

通过 菌丝发展时延法测定化合物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以至于成分一样性有机化合物对球孢梭菌菌丝生长的的影向

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

通过电子显微镜观察，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盐浓度进行处理GP5后的孢子种子发芽和芽管粗度

（图源：Y. Liu, et al., POSTHARVEST BIOL TEC., 2024） 科研发掘，GP5是可以更有效调控草莓、匍萄和番茄上的炭疽病斑扩容。当GP5溶液盐浓度做到500 mg/L时，草莓、匍萄和番茄的炭疽病能够引起病发的率可观降底。在1000 mg/L溶液盐浓度下，GP5对草莓、匍萄和番茄的炭疽病都是有的可观调控影响（图3）。

图3 GP5可调控球孢梭菌对体会果肉的毒力

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

GP5治理后炭疽菌菌体的变化情況

通过扫视光电子光学显微镜（SEM）和散射光学体视显微镜（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工作后的电镜查看

（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改善后的AO染色剂

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

通过JC-1印染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 内部内Ca2+溶液浓度和线粒体膜电势变

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

蛋清组学研究分析

通过DIA血清质组学技术水平，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 蛋白酶质组学后果

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

好文章个人总结

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血清组学分析显示，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的抗病菌制度化。

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

拜谱个人心得体会

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、翻泽后绘制组、基础代谢组学以及多个学合力物品技术服务，欢迎致电咨询！

考生学术论文：

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.