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在家蚕基因组草图和精细图完成之后，家蚕的研究就进入了后基因组时代。蛋白质组学研究是功能基因组学研究的核心内容，也是后基因组时代的研究重点.双向电泳技术，质谱技术以及生物信息学是蛋白质组学的三大支柱，近些年来，随着液相色谱串联质谱技术和仪器以及生物信息学的飞速发展和更新，使蛋白质组学研究进入了一个大规模，高通量的时代，极大的提高了蛋白质组表达谱鉴定的效率和可靠性。本文主要利用鸟枪蛋白质组测序方法，分析了家蚕后部丝腺、中部丝腺、脑、咽下神经节、前胸腺、胚胎、头、血液等不同组织、器官，以及野蚕不同时期后部丝腺的蛋白质组表达谱，同时，对家蚕后部丝腺进行了系统的转录组、蛋白质组和磷酸化蛋白质组的分析，以揭示后部丝腺发育和丝蛋白合成的机理。另外，利用获得的大量质谱数据，运用蛋白质基因组学和比较基因组学的研究方法，对家蚕基因组的注释进行了完善，主要获得了以下研究成果：
1.运用基因芯片技术，用22987探针，分析了p50家蚕四眠、五龄第1、3、5、7(熟蚕)天后部丝腺的转录组表达谱，研究发现在四眠期和熟蚕期有大量的特异表达基因，其中很多都与特定的生理状态密切相关，比如有大量的表皮蛋白的基因在四眠期特异表达.相比之下，在食桑期特异表达的基因却极少，这说明在五龄期大部分基因是随着丝腺细胞的快速生长而同步扩增的，其表达量并没有出现明显的波动。丝素重链、轻链，P25，seroin1，seroin2这5个丝基因在五龄第3天基本上都出现了比较明显的上调，并延续至五龄第5天，到熟蚕期变得比较平缓，这与丝素合成分泌的效率变化是一致的。与翻译相关的基因包括核糖体蛋白和翻译起始因子的表达从四眠期到五龄第5天都保持基本稳定，而到了熟蚕期出现明显的波动，大部分基因的表达出现了显著的下调，这可能是导致丝素合成减少甚至丝腺分解的一个重要因素。对643个出现显著差异表达的转录本进行聚类分析发现了43个转录本的表达谱与丝素合成和丝腺生长速率的变化趋势一致，其中包括seroin1，糖运输蛋白等，暗示了这些基因可能与丝腺的这些生物过程有密切关系，而PathwayStudio软件分析发现在不同聚类群内的基因可能存在共调控或直接相互作用的关系以及复杂的表达调控网络。多个激素相关基因也出现了不同的表达谱，表明激素也可能是参与丝素合成和丝腺发育的重要调控因素。另外，我们用双向电泳技术以及Pro-Q Diamond磷酸化荧光染料染色和银染分别检测了这5个时期后部丝腺的磷酸化蛋白质组和蛋白质组表达谱，发现了222个差异表达蛋白，而磷酸化蛋白斑点数不及总蛋白斑点数的1/5，这远低于其他真核生物细胞30％的磷酸化水平，我们推测这可能与后部丝腺细胞在胚后发育过程中并不发生细胞分裂、分化，因而减少了蛋白磷酸化在这方面的调控功能有关。但是还有些蛋白在不同生理状态下出现磷酸化水平和状态的变化，表明这些蛋白磷酸化的变化和生理变化有密切的关系。这些蛋白包括核糖体蛋白P2，肌动蛋白解聚因子1，烯醇酶等，它们可能与家蚕蜕皮和丝素的合成分泌等有关系。我们还用鸟枪蛋白质组测序方法和无标定量分析了五龄第3、5天以及熟蚕期后部丝腺的全蛋白质组表达谱，分别鉴定了1366，1466，和1280个蛋白，其中825是共同表达的，而分别有306，205，和126个属于时期特异表达蛋白。其中熟蚕特异的蛋白中发现了许多小分子热激蛋白，这与双向电泳的结果一致，这表明小分子热激蛋白和熟蚕期的生理状态密切相关，另外，还有蜕皮激素受体等，定量分析表明许多与泛素-蛋白酶体通路相关蛋白在熟蚕期出现显著的上调，说明该通路在即将到来的丝腺程序性细胞死亡过程中可能发挥重要的作用.在五龄第5天出现显著上调最多的是与核糖体通路相关的蛋白，下调最多的是与蛋白酶体通路相关的蛋白，由于基因芯片分析结果表明核糖体蛋白的基因表达在丝素高效合成时期的表达是平稳的，因此我们推测核糖体蛋白的基因在翻译水平上的调控会对丝素合成和丝腺发育有重要影响。而在熟蚕期的表达情况与五龄第5天刚好相反，更多的涉及蛋白酶体通路的蛋白出现显著上调，而与核糖体通路相关的蛋白出现明显的下调，综合上面的结果，说明家蚕丝腺的细胞程序性死亡过程有可能在五龄末期就已经开始了。
我们还对家蚕五龄第3天的中部丝腺前、中、后三个区段进行了全蛋白质组分析，分别鉴定了651、601和831种蛋白，区段特异的蛋白分别为53、14和171个，而在共同表达的蛋白中，出现显著差异表达的蛋白很少，这说明中部丝腺的后段是合成丝胶蛋白的关键部位，而特异表达的蛋白则可能与表达的丝胶蛋白的种类不同有关.与五龄第三天的后部丝腺的蛋白质组相比，有大量的蛋白出现了显著的差异表达，这可能与中部丝腺和后部丝腺的功能差异有关。
对野蚕后部丝腺五龄第3、5天的蛋白质组表达谱定量分析表明，在第5天显著上调的蛋白质主要是核糖体蛋白，这与家蚕的分析结果一致。而家蚕后部丝腺五龄第3、5天都比相应时期野蚕中都高表达的16种蛋白中，有10种是核糖体蛋白。这些结果都表明核糖体蛋白的显著上调与丝蛋白的大量合成有密切的关系。
2.家蚕内分泌系统脑，咽下神经节、前胸腺的全蛋白质组表达谱分析鉴定结果发现，已知的组织特异蛋白都可以通过我们的结果得到验证，比如促前胸腺激素，黑化激素前激素原，RXR型激素受体包括USP同源物等都可在脑中得到特异鉴定，而滞育激素和信息素生物合成活化神经肽则是在咽下神经节中得到特异鉴定，在前胸腺中我们特异地鉴定到两种与蜕皮激素合成有关的蛋白Cyp302a1和Rieske-domain protein Neverland，这说明了我们这种方法的可靠性.而共同表达的蛋白中，有许多功能重要的蛋白都是第一次在这些内分泌器官中发现，而这些蛋白可能使这三个器官超越传统的已知的生物功能，表明尽管三个器官有各种特异的功能，而该特异功能也是在其他器官的密切配合下完成的。
3.我们用鸟枪蛋白质组学方法分析了家蚕戊2期和已3期的胚胎蛋白质组表达谱，在戊2期胚胎中，我们发现了细胞外信号调控激酶，山梨醇脱氢酶，蜕皮激素磷酸盐磷酸酶，MEK激酶，MAPK-ERK(MEK)激酶等与胚胎滞育解除有着直接关系的蛋白，而这些蛋白在滞育解除后4天的胚胎中依然存在，表明它们可能还负责维持胚胎的正常发育。我们还检测到许多与激素代谢，神经系统、眼睛、表皮发育，应激反应，免疫，生殖相关的蛋白。而在已3期胚胎中，最典型的是出现了大量的肌肉组织相关蛋白，以及一些重要的化学感应蛋白等。这表明胚胎发育过程中，器官形成先后是由基因的程序性表达控制的。Real-Time qRT-PCR分析表明基因的表达水平和蛋白的含量并不是完全一致，说明在胚胎的基因表达存在广泛的翻译水平上的调控。
4.经家蚕头部鸟枪蛋白质组分析，发现了大量的肌肉组织蛋白，且其表达量很高，与头部蛋白质双向电泳的结果吻合。另外还有丰富的化学感应蛋白，这与头上广泛分布的感觉器官以及神经系统有关。通路分析结果表明，很多鉴定获得的蛋白与阿尔茨海默氏病、三羧酸循环、帕金森氏病通路的蛋白同源。其中导致这两种神经退化疾病的关键基因APP，PSEN和SNCA，它们的同源物都在我们的研究中鉴定得到，考虑到果蝇已经被证明是一个非常有效的分析这类疾病过程中基因功能的模型，以及家蚕中有很多基因与参与人类神经退化失调疾病的基因同源，家蚕也有可能被作为一个新的研究人类疾病的模型。
在家蚕快速生长发育期的血液中，我们鉴定的若干个30K蛋白显著上调，表明了30K蛋白在家蚕生长发育过程中的重要作用。
5.采用家蚕蛋白质基因组学分析方法，以家蚕后部丝腺、中部丝腺、脑、前胸腺、咽下神经节、胚胎、头、血液、精巢，卵巢、脂肪体等质谱数据为基础，通过对家蚕，果蝇和拟谷盗的蛋白质组数据库检索，发现了42个家蚕新的候选编码序列，以及大量的可能存在错误或单核苷酸多态性的序列，研究结果进一步完善了家蚕基因组的注释。