为了揭示棉花叶片衰老和衰老叶片中氮素再利用的生化过程,并阐明其分子机制,本试验以陆地棉品种山农丰抗6号为材料,利用抑制消减杂交技术(suppression subtractive hybridization,SSH)构建了陆地棉子叶衰老过程中差异表达的cDNA文库,通过随机测序,获得了416条高质量的可读EST序列。对这些可读序列进行聚类分析,结果表明他们共代表216个不同的衰老相关基因。 将这216条EST序列与GenBank数据库中的已知基因进行BLASTX比对(BLAST Against NR),有151条EST序列与已知功能的基因同源,将这151条EST提交到GenBank的dbEST数据库,获得序列号为DV437859-DV438009。剩余的65条EST中有34条与已知基因没有同源性,划分为未知基因；另外31条与已知序列虽有一定的同源性,但比对得分值较低,因而也划分为未知基因。未知基因可能为棉花叶片衰老相关的新基因。 依据拟南芥蛋白质组的功能分类标准,我们对来源于已知基因的151条EST序列进行分类,结果表明,棉花衰老子叶中存在12类基因：分别为大分子物质的代谢、能量、转录、蛋白质合成、蛋白质折叠与修饰、胞间转运、细胞信号转导、病害与防御、与环境的互作、细胞生长与增殖、细胞组分的合成和未明确功能的基因。除了未知功能的基因外,最主要的两类是大分子物质的代谢相关基因和细胞病害与防御相关基因。 根据本研究分离的细胞蛋白质降解相关基因,推测棉花子叶衰老过程中存在三条蛋白质降解途径：泛素降解途径、液泡吞噬降解途径和叶绿体降解途径；棉花子叶衰老过程中存在三条氮素再利用途径：GS1/GOGAT 循环、GDH/GOGAT 循环和 AspAT/AS 循环。利用Northern杂交检测蛋白质降解和氮素再利用相关基因的表达,杂交结果表明,子叶发育的全过程都在发生蛋白质的泛素降解。但是子叶发育初期,蛋白质的泛素降解较弱,随着子叶的发育和衰老,该途径迅速增强,衰老后期,该途径又出现减弱趋势。与泛素降解途径不同。液泡吞噬降解途径在子叶发育初期并不表达,直到衰老中后期该途径才开始大量表达。 GS1和NADH-GOGAT在棉花子叶衰老过程中大量表达,说明GS1/GOGAT循环是衰老子叶中氮素再利用的主要途径。GDH活性较小,而且在子叶衰老过程中表达量增幅较小,暗示GDH/GOGAT循环可能是氮素再利用的辅助途径。同样,衰老子叶中AspAT和AS的大量表达暗示这两个基因也是氮素再利用过程中的关键基因,因此我们推测AspAT/AS循环也是棉花子叶衰老过程中氮素再利用的主要途径。