氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)是一种具有六角纤锌矿型结构的宽禁带Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料。由于它的半导体、光电、紫外线屏蔽特性等化学物理性质受到了广泛的关注并且应用到了各种各样的领域。比如,电子器件、透明紫外线保护膜、化学传感器、防晒霜中的紫外线过滤以及纺织品等等。然而,人们逐渐认识ZnO NPs的优点和潜在的巨大经济市场的同时,有些科学家开始意识到ZnO NPs对人体健康、环境等方面是否存在潜在的负面影响。近十年来毒理学研究表明ZnO NPs对生物体有潜在的毒性。有些研究证实ZnO NPs对细菌、老鼠、水蚤、甚至对人体细胞有毒性作用。近年来,虽然对纳米颗粒的毒性研究越来越多了,但是对植物的影响研究还很少,而且大部分研究主要集中在纳米颗粒对种子的发芽以及根长度的影响。据我们所知,从植物的根长、有丝分裂指数以及染色体畸变率等指标进行ZnO对植物的毒害以及遗传毒性研究从未报道过。因此为了提高NPs对植物影响认识,我们研究了ZnO NPs对大蒜根生长以及根尖细胞有丝分裂指数、染色体畸变的影响。实验结果表明ZnO纳米颗粒对大蒜根尖产生抑制作用,随着浓度的增加,根的生长递减,当浓度达到50 mg/L时,大蒜根尖完全停止了生长。50%的抑制浓度(IC50)约在15 mg/L左右。随着浓度和处理时间的增加,ZnO NPs导致了大蒜根尖有丝分裂指数的下降,显著性为P<0.05,P<0.01,甚至达到P<0.001。在浓度为20,30,40,50 mg/L,处理时间为24h时显著性为P<0.001。浓度为50 mg/L,处理时间为24h时,有丝分裂指数最小,3.91±0.78 %。此外,ZnO NPs在有丝分裂过程中诱导了异常细胞,其包括染色体粘贴、染色体桥、染色体断裂及染色体滞后等。染色体畸变率随ZnO浓度的增高和处理时间的延长而递增。处理组的染色体畸变率都非常显著地高于对照组,且浓度为30,40,50mg/L时,在所有的时间段显著性为P<0.001。此研究为ZnO NPs的植物毒理学和基因毒理学提供新的信息。