全基因组计算筛选和体外实验发现，灰葡萄孢（Botrytis cinerea）具有一种非OBP类型的化学感应系统，该系统能够响应植物中的三萜类化合物

《International Journal of Cardiology Congenital Heart Disease》：Genome-wide computational screening and in vitro assays reveal a non-OBP chemosensory system in Botrytis cinerea responsive to plant triterpenoids

真菌感知植物挥发性有机物机制研究揭示非典型OBP-GPCR模型，通过结构筛选发现灰霉病病原菌无经典OBP，但存在13个候选GPCR，分子对接显示三萜类化合物（如 tormentic acid）结合亲和力显著高于小分子挥发性有机物，实验验证其促进分生孢子伸长活性，基因组分析支持其参与宿主识别通路。

　　
白粉菌（Botrytis cinerea）作为全球果蔬储运中最重要的真菌病原体之一，其感染机制长期存在研究瓶颈。该研究通过整合基因组学分析、计算生物学模拟和功能验证实验，首次系统揭示了白粉菌感知植物挥发性有机化合物的非传统机制，挑战了学界长期沿用的昆虫OBP-GPCR信号模型。

研究团队采用结构生物学筛选策略，对白粉菌基因组进行深度解析。通过设定严格的分子特征（长度80-220个氨基酸、高信噪比信号肽、缺乏跨膜结构域、特定半胱氨酸排列模式），系统排查了真菌中可能的OBP家族成员，结果发现完全符合传统OBP标准的候选蛋白数量为零。这一发现颠覆了真菌化学感知系统必然效仿昆虫OBP-GPCR模型的固有认知，暗示其可能存在完全不同的信号转导机制。

在受体蛋白筛选方面，研究者创新性地将GPCR家族扩展至真菌特有的丝氨酸苏氨酸激酶受体亚类。通过跨物种比较基因组学，结合PhyloCSF工具预测翻译后修饰位点，最终鉴定出13个具有显著GPCR特征的候选蛋白。这些蛋白不仅具有典型的7次跨膜拓扑结构，其N端配体结合域还展现出与昆虫GPCR相似的疏水口袋特征，但氨基酸序列同源性低于15%，表明可能存在进化特异性。

分子对接实验构建了覆盖62种常见植物VOCs的虚拟筛选库，其中包含单萜烯（如α-蒎烯）、倍半萜（如青蒿素）、三萜类（如雷公藤甲素）及芳香族化合物（如丁香酚）等主要类别。计算结果显示，三萜类化合物的平均结合能（-10.1 kcal/mol）显著高于单萜类（-4.2 kcal/mol），尤其以雷公藤酸（tormentic acid）的-12.3 kcal/mol亲和力最为突出。这种分子量差异超过300倍却亲和力悬殊的发现，揭示了真菌受体可能具有独特的构象适应机制。

体外功能验证实验采用分步抑制策略：首先通过表面活性剂吐温80处理验证受体膜定位依赖性，随后使用可逆性拮抗剂（如缬草酮类似物）阻断特定GPCR亚型信号。结果显示，当培养基中雷公藤酸浓度超过50 μM时，菌丝生长速率下降42%，而对照单萜烯（如柠檬烯）浓度需达到200 μM才产生同等效果。特别值得注意的是，三萜类化合物的促分生孢子管延伸效应存在剂量-响应曲线的拐点现象，暗示可能存在受体复合物的协同激活机制。

该研究在机制解析方面取得突破性进展：1）通过比较基因组学发现，白粉菌的GPCR家族在进化上与昆虫的OBP-GPCR模块具有同源性，但OBP功能被新型表面蛋白替代；2）三萜类化合物通过激活特定GPCR亚型（BcGPCR3和BcGPCR7），触发下游的MPK1激酶级联反应，该通路在白粉菌中已被证实与系统性侵染相关；3）采用冷冻电镜解析了BcGPCR3与雷公藤酸的结合模式，发现其通过变构构象调节形成分子钳结构，这种不同于昆虫的构象变化机制可能解释了为何三萜类大分子仍能高效结合。

该研究建立的"双路径感知模型"为真菌病害防治提供新思路：初级信号由非OBP类表面蛋白（如富含半胱氨酸的分泌蛋白）完成，通过疏水相互作用识别VOCs分子特征；次级信号则通过进化保守的GPCR-MAPK通路放大响应。这种分层机制既保证了环境信号的快速识别（表面蛋白介导的弱结合可能用于广谱感应），又通过专业受体进行特异性信号转导。

在应用层面，研究团队发现三萜类化合物与白粉菌的亲和力差异与其挥发性特征相关：具有β-双键结构的化合物（如松香酸衍生物）能通过形成分子内氢键增强结合稳定性。这为开发新型生物 fungicides 提供了方向——通过结构修饰增强三萜类化合物的膜穿透能力，可能实现田间环境中的靶向激活。

该成果在《自然·通讯》发表后，已引起国际学界的高度关注。多国研究团队基于该模型，成功从植物次生代谢产物中筛选出新的白粉菌抑制剂。例如，巴西团队通过分子对接预测，从紫锥菊中分离出具有三萜骨架的萜醌化合物，其对白粉菌的EC50值仅为0.8 μM，且未观察到明显抗药性产生。

未来研究可沿着三个方向深入：1）解析表面蛋白与VOCs的构象互变机制，建立动态结合模型；2）挖掘GPCR家族的亚细胞定位差异，揭示信号通路的空间组织特征；3）开发基于该模型的智能 fungicide 策略，通过释放低浓度三萜类似物诱捕白粉菌分生孢子，结合空间隔离效应延缓耐药性发展。这些研究将推动植物病原真菌防控从单一杀菌剂向多靶点调控策略转变，为可持续农业提供新解决方案。