虽然铜（Cu）在植物生长发育中有着重要的作用,但随着农业生产和工业活动的增加,Cu的毒害问题日益严重。过量的Cu可通过使与关键代谢有关的重要蛋白质/酶失活而引起植物毒性。为应对Cu胁迫引起的农业生产和粮食安全问题,纳米技术可能是包括对重金属污染条件下的植物修复在内的可持续农业的重要驱动力。然而,多壁碳纳米管（MWCNTs）是如何影响过量Cu引起的植物毒性尚不明确。此外氢农业的发展又开拓了一个新的应对植物非生物胁迫的方向,已有的研究表明氢气（H2）在植物抵抗多种非生物胁迫中有重要的作用。随着新型储氢材料氢化镁（MgH2）的应用日益广泛,MgH2能否提高植物耐铜性仍不明确。针对以上问题,采用紫花苜蓿作为研究材料开展了一系列相关的实验。具体结果如下:1.低浓度的MWCNTs（5 mg/L）可以有效地缓解苜蓿Cu胁迫。利用电镜观察到MWCNTs可以穿透苜蓿根组织细胞壁进入细胞内部,调节重金属转运ATP酶5（heavy metal transporting ATPase5,HMA5）基因的表达,减少Cu离子的吸收。同时MWCNTs处理能够降低苜蓿根部脂质过氧化水平,减少内源硫代巴比妥酸反应物（TBARS）和过氧化氢（H2O2）含量。进一步的研究发现MWCNTs能够调节抗氧化酶的活性及相应转录本水平,重建氧化还原平衡。MWCNTs可以提高苜蓿根部非蛋白硫醇（NPTs）的水平,螯合过量的Cu2+,并能显著提高苜蓿根系细胞壁生物合成和细胞壁多糖修饰相关基因的表达,促进细胞壁的捕获,从而保持细胞壁和液泡中更多的Cu2+。此外MWCNTs可以部分恢复由Cu毒害干扰的营养元素的吸收与分布。2.新型高效镁基储氢材料MgH2具有稳定的氢气释放能力,0.01 g/L的MgH2溶液和一氧化氮（NO）供体硝普纳（SNP）都可以显著减少苜蓿根组织对Cu2+的吸收,促进内源NO的合成,并降低活性氧（ROS）与TBARS的水平从而有效地缓解Cu胁迫下苜蓿主根生长的抑制作用。同时以上变化能显著被NO清除剂2-苯基-4,4,5,5-四甲基咪唑啉-1-氧基-3-氧（PTIO）所逆转。此外硝酸还原酶（NR）抑制剂钨酸钠（tungstate）可以逆转MgH2对苜蓿Cu毒害的缓解作用,提示NR是MgH2调控内源NO合成的关键酶。上述结果表明:MWCNTs与新型高效镁基储氢材料MgH2可以缓解紫花苜蓿在Cu毒害下的生长抑制。这一结果为进一步探索植物生长调节剂提供了理论基础。