炭疽病由炭疽菌属促使，是全球性最紧急的常绿蕨类常绿植物生理病害一种，还享有强伤害性、分布点广、细菌感染范围图大等性能。催化灭菌剂仍是当前状况防治法炭疽病的主要的的方式，但盲目用促使病原菌体抗药效、氛围造成的污染和商品很人身安全等话题。常绿蕨类常绿植物是非天然抗念珠菌杂质的宝库，研发常绿蕨类常绿植物源灭菌剂还享有会暂时性强、对非学习目标微生物相较很人身安全、节能环保等特点。

2024年11月烟台先进材料与绿色制造山东省实验室杨军丽研究方案员开发团队在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核蛋白组学技能服务。

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

论文期刊：Postharvest Biology and Technology

202多年引响系数：6.4

刊发期限：2024年11月

企业公司：烟台先进材料与绿色制造山东省实验室

探究原料：绞股蓝皂苷GP5处理后的炭疽病真菌C. gloeosporioides

拜谱提拱系统：DIA核蛋白组学

科学研究思维：

探索后果

GP5对炭疽菌的治理和改善功用

通过 菌丝种植传输率法测定化合物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基本格局差不多性化学物质对球孢梭菌菌丝生長的影响到

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

通过光学显微镜观察，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含量处置GP5后的孢子种子发芽和芽管尺寸

（图源：Y. Liu, et al., POSTHARVEST BIOL TEC., 2024） 科学研究发现了，GP5也可以有效率可以限制apple54、提子和番茄上的炭疽病斑延伸。当GP5含量可达500 mg/L时，apple54、提子和番茄的炭疽病起病率强势较低。在1000 mg/L含量下，GP5对apple54、提子和番茄的炭疽病都存在强势可以限建设用（图3）。

图3 GP5可限制球孢梭菌对获取成果的毒力

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

GP5治理 后炭疽菌菌体变动条件

通过阅读电子器材光学显微镜（SEM）和散射电子器材显微镜观察（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治理后的电镜看

（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缓解后的AO染色法

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

通过JC-1脱色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 人体细胞内Ca2+氧浓度和线粒体膜电势变现

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

淀粉酶组学解析

通过DIA蛋白质组学技术应用，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 蛋清质组学但是

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

本文个人总结

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抗衡C. gloeosporioides的抗白色念珠菌长效机制。

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

拜谱工作小结

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、译文资料后掩盖组、分解组学以及两组学结合厂品技术服务，欢迎致电咨询！

决定性论文资料：

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.