随着纳米科技的不断发展,在医药、环保和化工等领域内纳米材料的使用越来越广泛。在使用的过程中,纳米材料会通过各种途径进入环境,由此产生的影响已引起了广泛的关注。纳米二氧化铈（CeO2）具有优异的理化性质,是目前应用最广泛的纳米材料之一。纳米CeO2进入环境可能与植物发生相互作用,进而通过食物链对人类健康产生影响。因此,对于纳米CeO2的植物效应需给予更多的关注。本文选择四种不同形貌的纳米CeO2为研究对象,以莴苣属类典型代表植物油麦菜为模型,结合常规生态毒理学方法和同步辐射技术研究了不同形貌纳米CeO2在植物中的吸收、转化以及毒性差异,并探讨相关机制。主要展开了以下工作:1、利用水热法及沉淀法实现了具有不同粒径和形貌纳米CeO2的可控合成,并对其进行了详细的表征。分别为:（1）棒状纳米CeO2（Rod CeO2）:平均粒径106±18.3 nm（长径）/10.8±0.7 nm（短径）;（2）立方块纳米CeO2（Cubic CeO2）:平均尺寸33.3±7.8 nm;（3）3 nm CeO2（3 nm CeO2）:平均粒径3.8±0.7 nm,形貌类似球体;（4）CeO2体材料（Bulk CeO2）:形貌及尺寸均不规则。Zeta电位结果显示在水中分散后Rod CeO2和3 nm CeO2带有正电荷,Cubic CeO2和Bulk CeO2呈电负性。2、以油麦菜为模型生物,研究了不同形貌纳米CeO2的植物效应。Rod CeO2和3 nm CeO2对油麦菜的根和地上部生长均具有显著的抑制作用,而Cubic CeO2和Bulk CeO2没有明显作用。其次,利用ICP-MS对植物组织中的Ce元素含量进行测定,结果显示植物根和地上部中Ce元素含量为Rod CeO2>3 nm CeO2>Cubic CeO2>Bulk CeO2,这可能是由于静电作用使得带正电的Rod CeO2和3 nm CeO2更易于吸附在带负电的根表面。TEM结果显示Rod CeO2和3 nm CeO2处理组油麦菜的根表面吸附了大量CeO2,少量Cubic CeO2吸附在根表面,而Bulk CeO2处理组的根表面没观察到明显的纳米CeO2。在Rod CeO2和3 nm CeO2处理组的根细胞间隙发现了针状物质,结合本课题组之前的研究我们推测这些针状物质为CeO2的转化产物（磷酸铈）。通过对植物根中抗氧化物酶的活性进行分析,发现Rod CeO2和3 nm CeO2处理后根中抗氧化物酶的活性发生了显著变化,这表明植物受到了严重的氧化胁迫,这也是它们引起植物毒性的原因之一。3、基于同步辐射的X射线近边吸收结构（XANES）结果显示在油麦菜根部Rod CeO2、Cubic CeO2和3 nm CeO2处理组中的部分Ce（IV）转化为了Ce（III）,比例分别为16.9%、7.2%和13.5%;Bulk CeO2在油麦菜根部未发生明显转化。之前研究表明莴苣属植物对Ce（III）非常敏感,即使极低的浓度下,也会显著抑制根的生长。这与我们的研究结果一致,不同形貌的纳米CeO2对油麦菜的毒性与其转化程度相关,转化越多,毒性越强。这是首次研究形貌对纳米CeO2植物毒性的影响。