根表铁膜的形成是由生物介导的过程,根际氧化性物质和根系氧化力是影响根表铁膜形成的重要因素。作为一种节水灌溉措施,干湿交替可以改善根际的氧化环境,诱导铁膜形成。然而干湿交替诱导根表铁膜形成的机理并不清楚。在本研究中,我们分析了干湿交替对水稻根表铁膜形成的影响,以及该过程中乙醇酸氧化酶、H₂O₂与根表铁膜之间的关系。具体结果如下:1.与淹水处理相比,干湿交替1次的中花11水稻DCB-Fe含量增加25.4%,根表红棕色铁膜含量提高63.0%,非红棕色铁膜含量没有明显差异。能谱分析结果发现,干湿交替处理后根表铁、氧元素含量明显增多。2.与淹水处理相比,干湿交替1次的根系乙醇酸氧化酶活性提高84.1%,地上部过氧化氢酶活性是淹水处理的39.6%。进一步分析干湿交替对乙醇酸氧化酶基因表达的影响发现,干湿交替处理导致OsGLO3和OsGLO4在根基部表达增强,OsGLO1、OsGLO3和OsGLO5在根尖表达增强。3.α-羟基-2-吡啶甲磺酸（HPMS）处理,乙醇酸氧化酶活性下降,水稻根表红棕色铁膜含量下降50.2%;相反,乙醇酸（GLC）处理后,乙醇酸氧化酶活性和根表红棕色铁膜含量分别增加88.9%和39.6%。4.外源添加600μmol/L的H₂O₂,根表铁膜含量增加51.4%。抑制过氧化氢酶活性,根系H₂O₂含量增加33.1%,根表铁膜含量增加30.6%,H₂O₂清除剂（DMTU）处理则会显著降低根表铁膜含量。5.不同OsGLO4表达材料酶活性分析结果表明,在长期淹水条件下,超表达OsGLO4（OX）的根系乙醇酸氧化酶活性是野生型（WT）的270.3%,过氧化氢酶活性是WT的59.2%。而在干湿交替条件下,WT与OX之间没有差异。6.OX的根基部和根尖的H₂O₂含量分别是WT的150.00%和132.61%。且H₂O₂在根系表皮细胞的分布与根表铁膜的分布在空间位置上具有一致性。干湿交替提高了WT的根系H₂O₂含量,而对OX没有显著影响,但OX的H₂O₂含量始终高于WT。7.复水后第48小时,干湿交替处理的WT与O X的根际Eh分别比淹水处理高35.9%和46.3%,OX的根际Eh比WT高13.1%。干湿交替处理的溶解氧含量显著高于淹水处理,WT与OX分别提高1.06mg/L和0.68mg/L。8.无论是淹水处理还是干湿交替处理,OX的根表铁膜含量都显著高于WT。与长期淹水相比,干湿交替条件下,WT与OX的根表红棕色铁膜含量分别提高了57.5%和36.1%。铁膜矿物分析结果表明,OX的根表铁膜矿物具有更高比例的高价铁,同时干湿交替也会提高根表铁膜矿物中的高价铁的比例。以上结果表明:干湿交替条件下,水稻乙醇酸氧化酶基因上调表达,乙醇酸氧化酶活性提高,根系H₂O₂的累积增加,进而提高根际氧化性物质的含量,使得更多的Fe²⁺发生氧化沉积在根系表面形成铁膜。