植物衰老是由基因控制并受内外环境影响和诱导的一种自然衰退和死亡过程,其发生的早晚对农作物生产影响巨大。本论文对植物中特异和广泛存在的一类单链DNA结合转录因子WHIRLY小家族成员WHIRLY2（WHY2）在叶片衰老调节中的分子和细胞功能进行分析,研究内容及结果如下:（1）通过细胞器分离以及蛋白免疫印记方法检测WHY2随叶片衰老不同阶段在细胞器和细胞核中的分布和含量变化,发现WHY2在拟南芥莲座叶叶片细胞中既可以定位到线粒体,也可以定位到叶绿体和细胞核中,并且随着叶片由成熟（6周）走向衰老（8周）,叶片细胞中WHY2的总量出现较明显的降低,而细胞核中定位的WHY2的含量显示较发育期（4周）叶片中的含量有较明显的上升,与此同时在叶绿体和线粒体中定位的WHY2的含量却显示出较为明显的下降,表明WHY2在衰老叶片中可能更倾向于向细胞核中分布;（2）通过构建不同亚细胞定位超表达转基因植株并且观察其表型变化,发现只有超表达全长WHY2蛋白的转基因植株出现早衰表型,而线粒体或叶绿体定位信号删除的超表达WHY2蛋白的转基因植株与野生型相比没有明显的表型变化。与全长超表达WHY2蛋白转基因植株的表型相反,kowhy2表现出了抑制叶片衰老的表型,而且其叶片中的叶绿素含量也要高于野生型植株。有趣的是,在3周以前的小苗中超表达全长WHY2蛋白并未引起叶片早衰,但4周的小苗则快速衰老,表明WHY2很可能在3周以前和4周以后这两个发育阶段的拟南芥植株叶片中发挥不同的功能;（3）通过基因枪转化系统和原生质体表达系统研究不同亚细胞定位信号肽删除的WHY2的定位,发现全长的WHY2蛋白更多倾向于定位在细胞的线粒体中,但是删除线粒体定位信号后WHY2在洋葱表皮细胞中显示定位于叶绿体和细胞核中,在拟南芥原生质体细胞中显示更倾向于定位在细胞核中,在叶绿体中也有较少的定位;删除第一个叶绿体的定位信号后WHY2蛋白倾向于同时定位于叶绿体和细胞核上。此结果与我们用WHY2蛋白的多克隆抗体在野生型细胞器中检测的结果比较一致,表明WHY2蛋白确实可以利用其N端多变的亚细胞定位信号来调控其自身的定位从而在不同细胞器中发挥不同的蛋白功能;（4）最后分析WHY2和WHIRLY家族另一成员WHIRLY1（WHY1）之间的蛋白互作以及其互作对叶片衰老的影响,实验结果显示WHY1和WHY2蛋白之间可以在细胞核和质体中互作。表型分析表明相较于WHY2超表达引起的叶片早衰表型,WHY2超表达在kowhy1以及kowhy1/3背景下产生的后代植株均未表现出很强的叶片早衰症状,但是相较于kowhy1的衰老表型又出现了较为明显的增强,表明WHY2调控叶片衰老确实有一部分作用可能通过WHY1的功能实现的,很可能是通过与WHY1结合从而阻断WHY1对下游衰老效应基因的调控作用,但WHY1和WHY2蛋白的互作效应应该并不是WHY2调控叶片衰老的主效途径。本研究将有助于对植物中WHIRLY家族调控叶片衰老的机制提出新的见解,为一些重要农作物如水稻、玉米、大麦和白菜等利用WHIRLY调控衰老进程提供依据。