衰老是植物生长发育中必不可少的生理过程，作为光合作用的执行器官，叶片在衰老过程中的变化尤其值得研究。尽管水稻既是主要的粮食作物之一，又是已完成基因组测序的重要模式植物，水稻叶片在衰老过程中的蛋白质组学研究却仍是一个亟待填补的空白。蛋白质组学研究是功能基因组学中的重要研究领域，它的高通量、快速分析蛋白质的优势有助于从整体水平系统的对水稻剑叶衰老过程进行研究，蛋白质表达谱的建立也将有力地促进对叶片衰老这一重要过程的深入研究。　　 本研究通过对水稻自然衰老过程中不同时期的剑叶进行生理指标测定，选择了开花后7天、21天、33天(7 DAF、21 DAF、33 DAF)的样品分别作为水稻剑叶衰老早期、中期、晚期的代表。采用蛋白质组学技术对水溶性蛋白进行分离和鉴定，分析了其中的蛋白含量变化。同时采用双向电泳和蓝绿胶技术比较不同衰老时期与成熟期的类囊体膜蛋白，分析了与光合作用密切相关的蛋白含量变化。综合水溶性及疏水性膜蛋白鉴定结果，｜建立了水稻剑叶衰老过程的蛋白表达谱。　　 本研究采用基于PEG的蛋白质预分离技术，成功将衰老叶片总水溶性蛋白分成基本不含Rubisoo的上清组分和富集Rubisco及某些疏水蛋白的沉淀组分。上清组分中高丰度蛋白的去除相应提高了其它低丰度蛋白的上样量，分离得到了更多蛋白点，为之后的图像分析及蛋白点鉴定提供了良好的基础；同时对沉淀组分进行电泳，得到了Rubisco降解的相关信息并分离了大量重要的低丰度蛋白和碱性蛋白。在水稻剑叶水溶性蛋白双向电泳分析了688个稳定出现的点，其中349个蛋白点被鉴定，对应208种不同的独特蛋白。通过统计学分析发现，在鉴定的蛋白点中144个点的含量发生显著变化，根据变化情况不同可以划分为9个类群。这144个点包括100个上调蛋白以及44个下调蛋白，上调蛋白点的功能主要与疾病/防御反应、代谢、能量、蛋白转运及储藏相关，而在含量下调的蛋白中，功能涉及能量及代谢的占了高达90％的比例。175个未发生显著含量变化的蛋白点得到鉴定，大部分与能量及代谢相关；此外还鉴定得到23个新出现的和7个消失的蛋白点。　　 通过对鉴定的蛋白点进行功能分类、亚细胞定位以及代谢途径分析.我们可以初步推断出衰老过程中水稻叶片代谢途径蛋白的变化图谱。其中包含了大量参与抗氧化与碳水化合物代谢途径的蛋白，并且几乎可以完整的描绘出整个代谢途径在叶片衰老过程中的动力学变化。因此，我们对其中48种蛋白进行了实时荧光定量PCR检测，分析它们在基因表达水平的变化。结果显示：在衰老过程中，尽管抗氧化途径蛋白含量普遍上调，其转录水平却多呈显著下降趋势；叶绿体、线粒体、过氧化物酶体中参与碳水化合物代谢途径的相关蛋白则多在蛋白及转录水平都发生下调；细胞质中参与糖酵解和抗氧化的蛋白含量及转录水平多为显著上升。这暗示了抗氧化途径和碳水化合物代谢途径在水稻剑叶衰老过程中可能存在不同的调控机制：参与抗氧化系统的蛋白不仅可能被诱导表达，还可能存在使其避免被降解的保护机制；而碳水化合物代谢途径相关蛋白可能同时存在表达量降低和降解加快的双重调控。　　 本研究还对不同衰老时期和成熟期的类囊体膜进行了分析，利用改进后的双向电泳方法，从水稻类囊体膜中分离出了约90个蛋白点，其中稳定出现于四个时期的27个点可根据变化情况不同划分为5个变化类群；结合SDS-PAGE，蓝绿胶电泳从水稻类囊体膜中分离出了约70个蛋白点，其中稳定出现于四个时期的52个蛋白点可以划分为5个变化类群。鉴定了双向电泳的49个以及蓝绿胶的35个类囊体膜蛋白点，结合水溶性组分中鉴定到的349个蛋白点，建立了较为完善的水稻剑叶衰老时期的蛋白表达谱。这份表达谱不仅同时涵盖水溶性蛋白和疏水性蛋白，还在碱性蛋白的鉴定方面取得进展。在类囊体膜鉴定得到的蛋白点中大部分点都与光合作用有关，这些蛋白点的含量下调暗示了叶片衰老过程中，参与光合作用的蛋白逐渐降解，导致了光合能力的衰退。