根系是作物吸收水分和养分的主要器官,其生长状况直接影响作物生长和产量,而水分和养分吸收主要由根系的根毛完成。生长素(IAA)影响着植物生长和逆境胁迫的方方面面。我们在研究中发现,在气培条件下,外源IAA极易诱导水稻根毛大量形成。为了进一步探讨IAA诱导水稻根毛的形成机制,以超表达生长素极性运输输出载体Os PIN1a,1b,1d和Os PIN9的转基因和野生型水稻为材料,研究IAA诱导在水稻根毛形成中的可能作用机制。结果发现:外源IAA处理能诱导根表皮更多的非生毛细胞向生毛细胞的转化,促进更多根毛形成;且超表达Os PINs转基因水稻形成的根毛长度和密度明显高于野生型水稻;外源的IAA和IAA类似的生长物质能诱导根毛的快速生长,而生长素极性运输抑制剂对根毛和根长的生长有明显抑制作用,其中生长素极性输入载体的抑制抑制作用更大;IAA处理后还能促进Os PINs和水通道蛋白基因家族多个基因表达水平的提高,显著促进Os PIN-GFP蛋白在根尖及根毛的积累,且极性地分布于根毛顶端及形成根毛的生毛细胞;在IAA诱导根毛形成的同时,需要H2O2信号的参与,当H2O2合成受到阻时,根毛与侧根的生长均受到显著的抑制;受IAA诱导H2O2也呈现出明显的极性分布,在根冠、根毛形成区分布最大,然后是根毛区与伸长区的连接处、而在分生区很少有H2O2的分布,同时H2O2在生毛细胞和根毛尖端出现极性分布;当IAA诱导根毛形成后,还促进了SOD和POP活性提高,但是明显抑制CAT酶活性。初步研究结果认为:水稻根毛的形成需要IAA的极性运输,IAA能诱导更多的生毛细胞形成,同时可能需要H2O2作为IAA的下游信号物质,促进根毛的形成。但虽然Os PIN蛋白和H2O2有极性分布均可能利于根毛形成,但它们在极性分布位置又有明显差异,其原因还需进一步研究。