几乎所有的双子叶植物和少数单子叶植物及少数裸子植物在受到土壤发根农杆菌Agrobacterium rhizogenes感染后，由于诱导成根的Ri质粒（root reducing plasmid）部分整合于植物细胞染色体上，调节了细胞内源激素的合成，使植物受伤部位产生大量的不定根，这种不定根生长较正常根迅速，且不断分支成毛状，故称为毛状根或发状根。

Ri质粒的大小在200～800kbp之间，属于巨大质粒，其上与转化有关的区域有Vir区（致病区）和T区（转移区）两个区域。在发根农杆菌诱导植物毛状根形成的过程中，发根农杆菌首先感染宿主植物的受伤部位，由于植物受伤部位所释放出的化学诱导物，诱使发根农杆菌附着于宿主植物的细胞壁上，被感染的植物细胞壁上此时可合成一类特殊的低分子化合物——乙酰丁香酮，发根农杆菌Ri质粒上的Vir区被乙酰丁香酮所活化，使Ri质粒上的T- DNA片段被切割下来，通过农杆菌细胞膜上的特定通道进入宿主细胞的核中，从而使T- DNA整合至宿主植物细胞的基因组中，而T DNA可在宿主植物细胞中稳定地遗传。

T- DNA结构包括以下三个部分：①T区的左右边界序列，在Ri质粒的左右边界上含有25bp的重复序列，与T DNA的左右边界序列具有很高的同源性。②TL- DNA区，该区中含有与毛状根形成有关的rol A、rol B、rol C、rol D基因群，其中rol B基因是Ri质粒转化过程中最关键的基因，没有该基因的参与转化细胞不可能形成毛状根组织。③TR- DNA区，该区中含有与农杆碱合成有关的基因（Ags）和与生长素合成有关的基因（tms1、tms2）。Ags基因在转化的初期具有重要的作用，是不定根产生的关键。

毛状根的表型可进行离体培养，可在继代培养中稳定下来，在生长中不需要外来激素，且很多植物的发根在离体培养条件下都能表现出原植株次生代谢产物的合成能力，甚至较原植株含量高，因此，毛状根培养在药用次生代谢产物的生产与研究上具有极大的价值。如颠茄毛状根合成的颠茄碱和莨菪胺与植株含量相当，而远高于未分化的根愈伤组织。青蒿的愈伤组织中不含有原植物中的活性成分青蒿素，但诱导产生并培养的青蒿毛状根中却含有青蒿素。目前，国内外已有大量植物成功诱导出毛状根。在我国也已有大量药用植物毛状根被报道，如长春花、烟草、紫草、曼陀罗、洋地黄、颠茄、人参、甘草、丹参、黄芪、青蒿等，并开展了大规模培养实验和药用次生代谢产物的生物合成与转化研究。