炭疽病由炭疽菌属所致，是高度最紧迫性的仿真草木情况的一个，具备着强破裂性、布局广、交叉感染依据大等共同点。化学反应消菌剂仍是在当下消灭炭疽病的重点有效途径，但过度使用会导致病毒体抗药理作用、生态造成的污染和肉食品应急等情况。仿真草木是天然冰抗白色念珠菌成分的宝库，制作仿真草木源消菌剂具备着会记忆性强、对非关键生物技术相对性应急、环保节能等长处。

2024年11月烟台先进材料与绿色制造山东省实验室杨军丽理论副研究员拜谱生物在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血清组学枝术服务。

繁体中文一级标题：绞股蓝皂苷GP5通过激活自噬有效控制炭疽病真菌Colletotrichum gloeosporioides

杂志期刊：Postharvest Biology and Technology

2025年应响指数公式：6.4

文章发表日期：2024年11月

消费者厂家：烟台先进材料与绿色制造山东省实验室

调查原材料：绞股蓝皂苷GP5处理后的炭疽病真菌C. gloeosporioides

拜谱展示的技术：DIA核蛋白组学

研发策略：

研发后果

GP5对炭疽菌的限做用

通过 菌丝发展传输速率法测定化合物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和架构相类似性氧化物对球孢梭菌菌丝出现的会影响

（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酸度补救GP5后的孢子想到了和芽管长短

（图源：Y. Liu, et al., POSTHARVEST BIOL TEC., 2024） 钻研表明，GP5也能有郊压制草莓6手机、萄葡和番茄上的炭疽病斑发展。当GP5质量密度高达500 mg/L时，草莓6手机、萄葡和番茄的炭疽病疾患率有明显较低。在1000 mg/L质量密度下，GP5对草莓6手机、萄葡和番茄的炭疽病都要有明显压做成用（图3）。

图3 GP5可压制球孢梭菌对取得球果的毒力

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

GP5操作后炭疽菌菌体变化规律具体情况

通过扫锚光电子体视显微镜（SEM）和散射网上光学显微镜（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整理后的电镜考察

（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控制后的AO染料

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

通过JC-1刺绣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 上皮细胞内Ca2+浓硫酸浓度和线粒体膜电势差变迁

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

核蛋白组学了解

通过DIA血清质组学的技术，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 蛋清质组学然而

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

散文总结

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蛋白质组学分析显示，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战胜C. gloeosporioides的抗念珠菌制度。

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

拜谱个人心得体会

研究采用DIA淀粉酶组学，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、翻译专业后突显组、分解组学以及几组学合作货品技术服务，欢迎致电咨询！

参考使用文章：

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.