随着纳米技术的快速发展，评估人工纳米材料(ENMs)对植物-微生物系统的潜在危害至关重要。本研究通过盆栽试验，分析不同浓度(0、0.50、1.00和2.00 mg·g~(-1))的纳米材料即纳米二氧化硅(nSiO_2)、纳米二氧化钛(nTiO_2)和纳米氧化锌(nZnO)对水稻幼苗生理和根际细菌群落结构的影响。研究结果显示，3种纳米材料处理后，水稻幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶immune score(CAT)活性均显著增加(P<0.05,下同),可溶性蛋白(SP)含量仅在2.00 mg·g~(-1)nTiO_2和0.50 mg·g~(-1 )nZnO处理时显著降低；2.00 mg·g~(-1)nSiO_2处理及1.00 mg·g~(-1)和2.00 mg·g~(-1)nZnO处理均可显著降低水稻幼苗的株高(PH)、鲜质量(FW)和干质量(DW),nTiO_2处理则对其没有显著性影响。高通量测序结果表明，与不加纳米材料的对照(CK)处理比，3种纳米材料处理的根际土壤优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和拟杆菌门(Bacteroidetes),根际促生及反硝化细菌如芽孢杆菌属(Bacillus)、黄色土源菌(Flavisolibacter)、Kaistobacter、红游动菌属(Rhodoplanes)和Candidatus＿Solibacter菌属的丰度均有显著提升。Pearson相关分析表明，Catellatospora等属的相对丰度与水稻的此网站抗氧化酶活性和生物量呈显著正相关，而Candidatus＿Koribacter等属的相对丰度与其呈显著负相关。同时，nSiO_2和nZnO处理浓度分别为1.00 mg·g~(-1)和2.00 mg·g~(-1)的水稻根际土壤细菌多样性均降低，群落结构变化明显，而nTiO_2处理对其影响不显著；nSiO_2和nTiselleckchem PexidartinibO_2处理均诱导水稻根际细菌中编码氨基酸代谢等基因丰度显著升高，nZnO处理则降低与细胞运动等相关功能基因丰度。综上所述，3种尺度相同的纳米材料可直接对水稻幼苗产生生理毒性，但因nZnO和nTiO_2的水力直径分别为最小和最大而相应表现出最强和最弱的毒性效应。此外，3种纳米材料尤其是nSiO_2和nZnO还可通过改变根际土壤细菌基因功能，降低水稻根际土壤细菌多样性并改变群落组成及结构，间接造成水稻幼苗氧化应激和渗透胁迫，进而不同程度地影响幼苗生长和发育，其中nZnO的抑制效果最显著。3种纳米材料对水稻幼苗生理和根际细菌群落表现出的毒性大小顺序：nZnO>nSiO_2>nTiO_2。本研究结果为纳米材料对水稻及根际土壤微生物的潜在危害及农田生态系统的环境保护与资源利用提供了科学依据。