布鲁氏菌(Brucella)是革兰阴性、兼性胞内寄生菌,可感染人及牛、羊、猪、犬等多种动物引起布鲁氏菌病(简称布病)。该病是一种严重的、全球性人兽共患传染病,严重危害人类健康、公共卫生和畜牧业健康发展,造成巨大的经济损失。然而,目前布鲁氏菌致病机制的研究仍不够透彻,生产中所用布病疫苗存在毒力残余等不足,严重阻碍着布鲁氏菌病的防控。BAXinhibitor1(BI-1)是广泛存在于真核生物细胞内质网的保守跨膜蛋白,具有抑制多种形式细胞死亡的作用。原核生物存在BI-1同源类似物,如大肠埃希菌YccA和枯草芽胞杆菌YetJ,但其生物学功能和分子机制尚不清楚。布鲁氏菌也保守存在BI-1同源类似物,本研究将其命名为BrBI(BrucellahomologofBI-1),相应基因命名为brbI。为了探究布鲁氏菌brbI基因的生物学功能,本研究通过同源重组法构建了布鲁氏菌S2株(B.suisS2)brbI基因缺失菌株,并通过外源基因质粒表达的方法构建了缺失菌株的回补菌株;通过扫描电镜、生化试验、应激试验等生物学方法以及蛋白质组学和转录组学方法对brbI基因在布鲁氏菌中的生物学功能及其分子基础和分子机制进行了研究,并通过ELISA、HE染色、液相芯片等方法在体外和在体两个水平检测分析了brbI基因对布鲁氏菌毒力和免疫活性中的影响。试验结果如下:(1)通过同源重组法构建了布鲁氏菌brbI基因缺失菌株ΔbrbI;构建了具有氨苄霉素抗性、携带庆大霉素抗性基因启动子、能在布鲁氏菌内复制和表达外源基因的表达质粒pBBARpc;利用pBBARpc通过外源基因表达的方法构建了△brbI的回补菌株△brbIpBBARbrbI。(2)与B.suisS2和ΔbrbIpBBARbrbI相比,ΔbrbI在固体和液体培养基中的生长速度均显著降低;生化试验结果显示,brbI基因缺失对布鲁氏菌的生理代谢无影响;扫描电镜和碘化丙碇染色显示,ΔbrbI的分裂和细胞活性均受到显著影响,而ΔbrbIpBBARbrbI与B.suisS2无显著差异;brbI基因缺失显著提高了布鲁氏菌对低pH、过氧化氢、多粘菌素B、林可霉素等应激的敏感性,△brbIpBBARbrbI和B.suisS2对各种应激的敏感性无显著差异。(3)与B.suisS2和ΔbrbIpBBARbrbI相比,ΔbrbI在RAW264.7小鼠巨噬细胞内的早期生存能力和晚期增殖能力显著降低,并且显著促进了巨噬细胞IL-1β和IL-10的分泌;在BALB/c小鼠模型中,与B.suisS2和△brbIpBBARbrbI相比,△brbI的毒力显著减弱,主要表现为脾脏载菌量显著降低、脾脏不发生肿大、脾脏病理变化轻微;另外,brbI基因缺失能提高小鼠感染早期体液免疫反应。(4)通过蛋白质组和转录组测序分析,在△brbI中分别获得了363个差异蛋白和677个差异mRNA,主要涉及膜蛋白(HflK、HflC、BamA、OMP2a、OMP2b、OMP22、OMP25b、OMP31等)、细胞分裂蛋白(FtsQ、FtsB、FtsL、FtsI)、转录因子或转录调控因子、肽酶/蛋白酶、转运蛋白、转移酶等布鲁氏菌的细胞结构或生物学过程,揭示了布鲁氏菌brbI基因生物学功能的分子基础;HflK和HflC是金属蛋白酶FtsH的负调控因子,结合蛋白质组和转录组的联合分析,本研究推测ΔbrbI生物学表型可能的分子机制为:brbI基因缺失引起的HflK和HflC的上调抑制了FtsH的蛋白酶活性,进而直接或间接导致布鲁氏菌多种结构性或功能性基因的改变。综上所述,本研究揭示了BI-1布鲁氏菌同源类似物BrBI的部分生物学功能,利用蛋白质组学和转录组学检测分析了其作用的分子基础和分子机制,对BI-1原核同源类似物的生物学功能研究提供了理论参考;另外,揭示了brbI基因对布鲁氏菌毒力和免疫原性的影响,为以brbI基因为靶点的布鲁氏菌病疫苗研制奠定了基础。