随着科技的发展,纳米材料在人们的生活环境中广泛的应用,它们的生态学效应受到了极大的关注。稀土元素（Rare earth elements,REE）及荧光碳点（Carbon dots,CDs）在适当的条件下均可促进植物的生长发育和生理特性,还可以提高植物的抗逆性。但稀土元素螯合物掺杂碳量子点（RE-CDs）的制备及应用研究开展较少,对植物或者生物体的影响报道更少,所以我们在RE-CDs促进植物生长发育和抗逆性的应用方面进行了研究。本文选用不同的反应前驱体制备了四种稀土元素（铈、铽、镧、钕）螯合物掺杂的荧光碳量子点,在稳定性、光学性能等筛选和考察的基础上,分别研究了两种具有优异性能的铈掺杂碳量子点对单子叶植物小麦和双子叶植物绿豆光合生理生化的影响,系统地研究RE-CDs对植物光合生理生化及生长发育的影响及机制。主要研究内容如下:（1）采用一步水热合成法,选用不同的前驱体,合成了四种稀土元素（铈、铽、镧、钕）螯合物掺杂的荧光碳量子点,并对其稳定性、光学性能和水溶性等方面进行了筛选和考察,表征结果表明合成的碳量子点粒径小、结构稳定、有良好的发光性能、水溶性和生物相容性。在生物体内可以起到优异的荧光成像作用,在生物成像技术中有一定的发挥潜力。（2）将合成铈掺杂碳量子点（CDs:Ce）,稀释成不同浓度梯度（0.01、0.025、0.050、0.10、0.20和0.40 mg/m L）的溶液,应用于单子叶植物小麦的水培实验中,培育一个月后,通过测定小麦植株的形态指标和生理指标来探究稀土元素掺杂荧光碳点对植物光合生理生化的影响和机制。结果表明在一定浓度范围内,铈掺杂碳量子点能够促进小麦植株的生长发育和生理特性,在0.025 mg/m L CDs:Ce处理下,作用效果最明显。荧光成像表明:铈掺杂碳量子点可以通过植物的根部吸收,通过维管组织向上运输到茎部和叶片,并主要聚集在细胞壁、维管组织、叶脉和气孔,在根部聚集的最多,在叶片聚集的最少。因此,铈掺杂碳量子点可以作为一种纳米肥料和植物显影技术应用于人们的农业生产和日常生活中。（3）将铈掺杂碳量子点（CDs:Ce）稀释成不同浓度梯度（0.25、0.50、1.0、2.0和3.0 mg/m L）的溶液。将双子叶植物绿豆种子浸泡在不同浓度梯度的CDs:Ce溶液下引发,并在盐胁迫（150 m M Na Cl）环境下萌发。发现铈掺杂碳量子点可以有效缓解盐胁迫对绿豆植株产生的毒害作用,利用2.0 mg/m L CDs:Ce引发下,缓解作用最明显。CDs:Ce可以被植物的根部吸收,从维管系统通过质外体途径向上运输到茎部和叶脉,主要聚集在细胞间隙、维管系统、叶脉、纤毛和气孔处,并提高气孔的开放程度,增强植物的代谢效率,使得体内多余的Na Cl可以被植物体排出体外,从而减轻盐胁迫对自身的毒害。通过CDs:Ce引发绿豆种子对盐胁迫表现出良好的抗性,表明在农业生产中保护作物免受非生物胁迫方面具有巨大的潜力。