PiggyBac转座子属于DNA型转座子，以“剪切-粘帖”机制准确转座，并且专一性地插入"TTAA"四核酸靶位点。以piggyBac转座子介导的转化系统已经成功转化了多种不同生物，是目前为止适应性最广，应用最普遍的转座子转化系统，因此piggyBac转座子也成为转基因研究的热点之一。目前发现piggyBac转座子虽然广泛分布于各类生物的基因组中，但活性转座子却极少发现。另由于非活性转座子不断累积变异，而活性转座子仅有转座酶基因进行转录表达，因此常规基因克隆很难发现具有完整结构的转座子序列。但近期通过改进转座子克隆技术，相继在不同鳞翅目昆虫中发现了完整转座子。本文试图以半翅目昆虫棉蚜Aphis gossypii为材料，调查研究其基因组内的piggyBac转座子，发掘不同的活性转座子，以便研究piggyBac转座子的演化，揭示其结构与功能的关系，进而为开发高效转基因载体，提供新途径和新材料。现将具体研究结果总结如下：　　 ⑴利用反向PCR(I-PCR)技术和ITR PCR，在棉蚜基因组中获得了9条piggyBac类似因子序列，依次命名为：AgoPLE1.1、AgoPLE1.2、AgoPLE1.3、AgoPLE1.4、AgoPLE1.5、AgoPLE1.6、AgoPLE1.7、AgoPLE1.8、AgoPLE1.9。这9条序列在核酸序列上，相互之间具有很高的相似性。利用ORF-Finder程序分析发现，仅AgoPLE1.1具有完整的ORF框序列，能够编码含有577个氨基酸的转座酶，转座酶中同样具有piggyBac转座酶典型的DDD-催化结构域。序列比对发现，AgoPLE1.1的核酸序列与IFP2的核酸序列具有约38％的相似性，其推导的转座酶序列与IFP2转座酶序列具有47％的相似性。系统进化分析显示，AgoPLE1.1与目前报道的大多数鳞翅目昆虫piggyBac类似因子聚为一类，与HyPLE1.1的转座酶序列的相似性最高，达60％。　　 ⑵利用AgoPLE1s序列中共有的保守序列，设计了一条DNA探针，检测了棉蚜基因组中AgoPLE1序列的可能拷贝数。Southern杂交结果显示，在棉蚜基因组中至少有6份该类因子的拷贝。通过Genome Walking实验，克隆寻找了AgoPLE1s在棉蚜基因组上的5’端旁侧序列，共获得7条5’端旁侧序列，其中4条仍保留了经典的TTAA插入位点序列，其它3条旁侧序列显示靶位点发生了不同程度的变异。AgoPLE1s在棉蚜基因组中较少的拷贝数和较少的插入位点数；不同AgoPLE1序列之间具有很高的相似性，都表明棉蚜体内的AgoPLE1s具有共同的祖先，并且是较近年代才侵入并固定在棉蚜基因组中的。　　 ⑶在果蝇S2细胞中利用二元转化系统建立了棉蚜piggyBac类似因子的活性检测方法，研究了棉蚜piggyBac类似因子AgoPLE1.1的活性。本研究首先证实了AgoPLE1.1的转座酶能够在S2细胞中精确地把Donor载体上的靶序列剪切下来。在此基础上，设计构建了可供转Blasticidin抗性基因的供体质粒，利用这种供体质粒进行细胞转化试验，再通过Blasticidin抗生素筛选转化后的细胞，以此来检测AgoPLE1.1转座酶的转座活性。试验结果显示AgoPLE1.1转座酶对具有自身匹配末端反向重复序列和完整亚末端反向重复序列的供体质粒，表现出较高的转座活性，进一步证实了本研究在棉蚜中克隆获得了具有天然转座酶活性的piggyBac类似因子。但试验结果同时显示，AgoPLE1.1转座酶不能转座仅具有与自身匹配的末端反向重复序列，而没有完整亚末端反向重复序列的供体质粒，这一方面证实了亚末端反向重复序列对转座的重要性，另一方面也说明丢失亚末端反向重复序列很可能是AgoPLE1.1被固定在棉蚜基因组中的原因之一。　　 ⑷利用二元转化系统，在果蝇S2细胞中研究了转座酶对不同piggyBac类似因子的末端反向重复序列(ITRs)的识别剪切作用。结果显示，不同piggyBac类似因子的转座酶只能识别和剪切合有自身ITRs序列的供体质粒，而不能识别和剪切其他piggyBac类似因子ITRs序列构建的供体质粒。由此说明，活性转座酶只能识别剪切自身的ITRs序列而不能识别其它piggyBac类似因子的ITRs序列。这一研究结果表明，在利用转座子介导的转基因工具载体进行转基因研究时，可以通过选择合适的载体系统来规避外源转座子与宿主内源性转座子可能发生交互作用的风险，从而提高转基因生物研究的安全性。　　 ⑸调查了棉蚜体内piggyBac类似因子基因，发现并获得了具有天然转座酶活性的新型piggyBac类似因子；利用二元转化系统建立了新的转座子转座活性测定方法，并通过转座活性测定研究piggyBac类似因子，进一步证实了亚末端反向重复序列是转座的必需结构元件，而末端反向重复序列则决定了转座酶转座的专一性。这些研究结果为研究piggyBac转座子的结构与功能关系，以及开发高效转基因工具体系提供了新材料和新思路，具有重要的理论和实践价值。