酸性土壤铝毒和缺硅严重影响农业生产,施硅可以缓解植物铝毒。是否可以利用现代纳米技术在细胞表面额外沉积纳米硅进一步提高植物耐铝性?有效性如何?需进一步研究。我们将豌豆根边缘细胞作为模式细胞,借助生物表面修饰的高分子层层自组装（LBL）与纳米硅共培养两种技术,将纳米SiO₂粒子（SiNPS）组装到豌豆根边缘细胞细胞壁上,并探讨两种方法缓解铝毒的效果,同时探讨了纳米硅共培养技术缓解根边缘细胞铝毒的程度。研究结果如下:1.根边缘细胞附着于根系在水溶液中极易从根尖脱落,其形状为长椭圆形。随着根长的生长,根边缘细胞数目逐渐增多,且有一个最大的保守值,根边缘细胞存活率随根长有下降的趋势,综合分析实验选取豌豆根长2 cm为宜。2.层层自组装组装层为1、2、3、4时均可成功诱导纳米硅在细胞表面沉积有效缓解铝对根边缘细胞的毒害作用,且组装层间作用无明显影响,综合考虑将层层自组装层数设定为两层。LBL诱导纳米硅在细胞表面沉积阻碍了铝毒诱导的ROS水平增加,从而一定程度上减轻了铝毒对细胞的伤害。3.PEI浓度为0.005 mg/L时可成功诱导纳米硅在豌豆根边缘细胞表面沉积有效缓解铝对根边缘细胞的毒害作用,其机理为纳米硅沉积减轻了铝毒诱导的ROS水平增加、线粒体膜电位及活性的下降,从而缓解铝毒引起的细胞死亡。4.“与纳米硅共培养”诱导的根边缘细胞SiO₂沉积缓解细胞铝毒害的效应某种程度上要优于“层层自组装”。铝浓度100μmol/L、250μmol/L、500μmol/L时,PEI诱导纳米硅沉积可有效缓解细胞铝毒害,提高细胞活性,降低了细胞中活性铝水平有效抑制铝对细胞的伤害。通过研究,我们认为PEI能高效诱导细胞表面纳米硅的沉积,在高达500μmol/L铝离子环境中,对根边缘细胞具有显著的保护作用。这项研究对于减轻或消除酸性土壤铝毒具有十分重要的应用价值。