痢疾是威胁我国人民健康的第一大传染病，福氏2a痢疾杆菌是引起该病的主要病原体。本文首次构建了包含福氏2a痢疾杆菌301株全基因组及其大质粒上4058个ORFs的DNA芯片，在此基础上对Sf301在不同pH值和渗透压以及铁缺乏和铁回复条件下不同时间点的全基因组表达谱进行了分析研究。 研究发现酸性条件刺激下乙酸盐代谢相关基因普遍上调，暗示在酸性环境下乙酸盐可能是痢疾杆菌较为喜爱的碳源；在高浓度NaCl刺激下，很多代谢基因和毒力基因的表达发生下调，部分铁摄取-转运相关重要基因、铁储存蛋白基因、菌毛合成基因、毒力岛编码基因以及O-抗原编码基因均有不同程度的下调，暗示高渗透压对痢疾杆菌的侵袭力有不利的影响。 Sf301在缺铁刺激下多个时间段的表达谱研究发现：铁载体的受体基因以及相关的铁转运系统基因、大质粒编码的Ⅲ型分泌系统基因、分泌伴侣蛋白基因以及Ⅲ型分泌系统分泌的效应蛋白基因在缺铁刺激的各个时相均有不同程度的上调。其中，铁载体编码基因以及Ⅲ型分泌系统定位蛋白在铁缺乏刺激5min后表达量最大，而侵袭蛋白相关基因表达较晚，在30min或60min时表达量最高，揭示铁缺乏条件可以诱导大质粒编码的大部分毒力相关基因表达，同时反映了铁缺乏条件下相关基因表达的顺序，进一步证明了铁对于痢疾杆菌毒力的重要性；铁储存蛋白、氨基酸代谢、细胞壁和细胞膜的合成以及翻译相关基因、50S核糖体亚基蛋白基因在缺铁刺激的各个时相均下调，这与培养基中营养成分逐渐被消耗，细菌储存的铁大量消耗而摄取的铁不足，细菌生长状态下降密切相关。同时获得了103个缺铁条件下至少两个时间点表达上调的功能未知基因，这些功能未知基因的表达谱研究结果为鉴别新的毒力基因提供了依据。 从铁缺乏状态到铁丰富环境的回复过程中，表达上调的基因包括质粒的稳定性有关基因、染色体复制基因等，这与细菌恢复正常的生长繁殖有关。而铁载体需能跨外膜转运相关基因、铁转运基因、侵袭蛋白基因以及外膜蛋白基因均有明显下调。这些基因的下调可能对长时间处于铁缺乏状态的细菌回复铁丰富状态时平衡铁的摄取量起到一定的作用。酸刺激上调的铁摄取-转运相关基因entD、sitA和fhuD基因在铁缺乏刺激下也表现为表达上调；而酸性条件刺激下下调的铁蛋白基因bfr、ftn以及frdABCD基因簇在铁缺乏刺激条件下下调或铁回复条件下上调，这些铁相关基因在缺铁刺激和酸刺激下的表达趋势相同，表明痢疾杆菌中的缺铁应答和酸耐受很有可能有共通的调控机制。 基于本实验室对痢疾杆菌所有血清型比较基因组学的研究结果，对我国流行的强致病性福氏亚群和鲜见流行的鲍氏亚群痢疾杆菌染色体基因组序列进一步分析比较，揭示了上述毒力相关基因在各个代表株之间的分布特点。其中，SHI-1毒力岛的sigA和pic基因、SHI-2毒力岛中的shiABCD基因、痢疾杆菌毒力决定因子rfb基因簇、铁载体enterobactin合成的部分基因及其转运系统相关的fepAB及fes基因等在鲍氏亚群中大多缺失而在福氏杆菌中普遍存在。同时，上述表达谱的研究结果也表明这些基因在缺铁刺激下均有不同程度的上调，提示这些基因很可能与福氏痢疾杆菌的致病力密切相关，为深入研究福氏痢疾杆菌毒力的分子机制提供了极其重要的线索。