随着纳米技术的快速发展,纳米材料的应用日益广泛。越来越多的纳米材料进入生态环境中,引发人们对纳米材料引起的生物和环境安全的高度关注。氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs）由于其独特的理化性质,在陶瓷、化工、化妆品、纺织等领域展现出广阔的应用前景。因而,ZnO NPs的生态毒性和环境风险成为当前的研究热点。尽管关于ZnO NPs的植物毒性报道已有不少,但关于ZnO NPs的分子作用机制研究还不够深入,且对重要粮食作物——水稻的影响未见报道。本研究采用水培试验,以日本晴水稻种子为供试植物,研究不同浓度（25、50、100 mg/L）的ZnO NPs对水稻幼苗生长的影响,研究结果表明,ZnO NPs对水稻幼苗的生长有抑制作用,能够降低水稻幼苗的生物量和叶绿素含量,且随着浓度的升高,ZnO NPs对水稻的抑制作用增强。通过不同尺寸的ZnO纳米颗粒（50 nm、100 nm）与ZnO微米颗粒（5μm）对水稻毒性的比较,发现三种尺寸ZnO颗粒的毒性大小为50 nm>100nm>5μm。此外,通过对叶绿素、类胡萝卜素含量等生理指标的测定及光合色素相关基因表达水平的分析,发现ZnO NPs能够抑制叶绿素合成过程中与Mg²⁺鳌合相关的基因的表达,从而降低叶绿素含量。通过对抗氧化相关酶活及基因表达水平的分析,证明ZnO NPs能够引起水稻的氧化损伤,降低过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APOX）的活性,同时,通过上调SOD相关基因的表达水平进而抵御氧化胁迫。利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-AES）及超薄切片和透射电子显微镜探究水稻对ZnO NPs的吸收和转运,结果发现水稻能够从根部吸收ZnO NPs,且能够向地上部分运输。利用振动切片对水稻根部细胞形态进行观察,结果发现皮层细胞径向长度变短,横向长度变宽,细胞形态由近似规整的矩形变成不规则的椭圆形。