炭疽病由炭疽菌属影响，是全球各地最紧迫感的植被生理病害之中，兼具强破碎性、遍布广、影响领域大等特性。电学消毒杀菌消毒剂仍是之前防止炭疽病的通常科技手段，但乱用促使副猪嗜血杆菌体抗药效、的环境破坏和保健食品可靠等一些问题。植被是天然的抗念珠菌有机化合物的宝库，定制开发植被源消毒杀菌消毒剂兼具采用性强、对非对象生物制品相可靠、环保性等优越。

2024年11月烟台先进材料与绿色制造山东省实验室杨军丽的首席专家团体在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核蛋白组学技木服务。

中文名版头：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

202多年决定因素：6.4

说出精力：2024年11月

加盟商企业单位：烟台先进材料与绿色制造山东省实验室

的研究建材：绞股蓝皂苷GP5处理后的炭疽病真菌C. gloeosporioides

拜谱打造工艺：DIA蛋白质组学

研究探讨难点：

深入分析但是

GP5对炭疽菌的可抑自制用

通过 菌丝生长发育时延法测定化合物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基本格局类同性单质对球孢梭菌菌丝植物的生长的印象

（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质量浓度进行处理GP5后的孢子产生和芽管尺寸

（图源：Y. Liu, et al., POSTHARVEST BIOL TEC., 2024） 分析知道，GP5都可以有郊可以抑制性香蕉、草莓和番茄上的炭疽病斑发展。当GP5浓硫酸质量浓度达成500 mg/L时，香蕉、草莓和番茄的炭疽病患病率差异性降低了。在1000 mg/L浓硫酸质量浓度下，GP5对香蕉、草莓和番茄的炭疽病都会差异性可以抑制性功能（图3）。

图3 GP5可压制球孢梭菌对学习收获果种的毒力

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

GP5办理后炭疽菌菌体转变现状

通过扫一扫电商光学显微镜（SEM）和散射手机体视显微镜（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加工处理后的电镜仔细观察

（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治愈后的AO刺绣

（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 肿瘤细胞内Ca2+有机废气浓度和线粒体膜电位差变现

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

蛋清组学讲解

通过DIA球蛋白质含量组学技术应用，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 血清质组学最终结果

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

本文个人心得体会

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 GP5对峙C. gloeosporioides的抗真菌孢子制度。

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

拜谱总结

研究采用DIA血清组学，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、翻意后遮盖组、细胞代谢组学以及两组学联动货品技术服务，欢迎致电咨询！

参考使用文献资料：

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.