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大弹涂鱼（Boleophthalmus pectinirostris）是一种栖息于沿海地区红树林生态系统和滩涂的两栖鱼类，从非洲西海岸到整个印度-西太平洋地区均有分布。氧浓度变化较大影响动物的正常生理活动，但是大弹涂鱼能够在氧浓度差异很大的水体和陆地环境中正常生活。陆地滩涂上含有丰富的致病性微生物，大弹涂鱼却很少发生疾病。因此，研究低氧胁迫和迟钝爱德华氏菌（Edwardsiella tarda）感染对大弹涂鱼先天免疫系统的影响具有非常重要的意义。 通过Illumina Hiseq4000测定了常氧、低氧胁迫、E.tarda感染以及低氧胁迫与E.tarda感染共同处理下大弹涂鱼单核/巨噬细胞（monocyte/macrophage,MO/MΦ）的转录组，结合数据库中大弹涂鱼的全基因组测序结果，通过两两比较，获得差异表达基因。GO富集分析结果显示，常氧与感染组MO/MΦ的差异表达基因大多富集于GO：0008152，主要参与脂类代谢以及信号通路，其余5组比对MO/MΦ之间的差异表达基因都富集于GO：0016020，主要与细胞膜的稳态平衡和抗应激相关。这5组MO/MΦ的差异表达基因都与低氧相关，提示大弹涂鱼MO/MΦ细胞膜通过维持稳态和抗应激相关基因的表达来抵御低氧的胁迫。KEGG富集分析结果显示，低氧胁迫或/和E.tarda感染下低氧诱导因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α）参与调节MO/MΦ的免疫功能。 转录组分析发现，低氧胁迫或E.tarda感染后的大弹涂鱼MO/MΦ中HIF-1α转录本表达量均显著增加，提示MO/MΦ中HIF-1α有可能参与低氧胁迫和细菌感染下大弹涂鱼的MO/MΦ免疫功能调节应答。因此，本研究对大弹涂鱼HIF-1α（BpHIF-1α）基因进行分子鉴定，分析其与低氧胁迫和E.tarda感染的相关性，并在细胞水平上研究了HIF-1α在低氧胁迫及E.tarda感染下对MO/MΦ功能活性的调节。结果发现，BpHIF-1α结构较为保守，具有与其它物种HIF-1α相似的结构特征，含有3个调节HIF-1α蛋白结构稳定和活性的羟基化位点；系统进化树分析显示，BpHIF-1α与其他鱼类HIF-1α形成一簇，与细须石首鱼（Micropogonias undulates）进化相关性最高。BpHIF-1α基因mRNA在健康大弹涂鱼中广泛表达，其中肠道BpHIF-1α基因mRNA表达量最高；低氧胁迫或E.tarda感染均能诱导其在大弹涂鱼多数重要组织中表达量显著增加；在E.tarda感染后组织中，BpHIF-1α的下游基因葡萄糖转运蛋白1（glucose transporter1,Glut1）、血管内皮生长因子a（vascular endothelial growth factor a,Vegf-a）和醛缩酶C（Aldolase C,Aldoc），以及巨噬细胞炎症标记物基因诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase,iNOS）和鱼类巨噬细胞标记物基因集落刺激因子1受体（colony stimulating factor1receptor,CSF1R）在皮肤中mRNA表达量显著增加，但上述基因在肠道中表达量均显著减少。进一步研究发现，低氧胁迫显著降低E.tarda感染大弹涂鱼的组织载菌量，并提高染菌后大弹涂鱼的存活率，揭示HIF-1α可能参与低氧胁迫或E.tarda感染下大弹涂鱼的免疫保护作用。 为了确定HIF-1α在低氧胁迫及E.tarda感染下对大弹涂鱼的免疫保护作用机制，在细胞水平上对其免疫调节功能进行研究。通过Giemsa′s染色和流式细胞术确定大弹涂鱼肾源MO/MΦ中87.4%为CSF1R阳性细胞；大弹涂鱼MO/MΦ在E.tarda感染或低氧胁迫下，BpHIF-1α基因mRNA和蛋白表达量均显著增加，BpHIF-1α下游基因BpGlut1、BpVegf-a和BpAldoc基因mRNA表达量也显著增加；敲低BpHIF-1α基因表达后，低氧胁迫下大弹涂鱼MO/MΦ的吞噬及杀菌活性均显著降低，且低氧胁迫和E.tarda感染协同作用下，MO/MΦ中IL-1β和TNFα基因mRNA表达显著降低，而IL-10和TGFβ基因mRNA表达显著增加，同时BpIL-10蛋白的表达增加。此外，低氧胁迫下，E.tarda感染导致大弹涂鱼MO/MΦ的死亡数量显著减少。 综上，本研究首次基于比较转录组分析，筛选到与大弹涂鱼低氧胁迫和细菌感染相关的差异表达基因，其中HIF-1α与低氧胁迫和细菌感染密切相关，并且通过调节MO/MΦ的功能参与低氧胁迫及细菌感染诱导的免疫应答。