二氧化钛纳米颗粒（nTiO₂）是目前生产和应用最广泛的纳米材料之一,其环境行为与生物效应是环境领域的研究热点。土壤是纳米材料进入环境后一个重要的汇,研究nTiO₂对土壤生物的毒性效应尤其是长期效应具有重要的现实意义。但由于土壤介质复杂、影响因子众多,给受试生物的分离、环境影响因素的分析造成困难,相关研究大多局限于水环境。本研究以土壤模式生物秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）作为研究对象,构建了一种高效的土壤线虫分离方法;研究了五种土壤中nTiO₂对线虫的毒性效应,分析了土壤理化性质的影响;进一步从土壤中nTiO₂的赋存形态,以及线虫生理、生化和分子水平的生物学响应多个方面研究了水稻土中三种不同晶型nTiO₂对线虫的多代毒性效应及机制,获得以下研究结果:（1）在比较现有土壤线虫分离方法的基础上,构建了利用趋食性分离收集土壤中线虫的新方法。该方法操作过程简单,对线虫破坏性小,回收效率高达92.5±5.0%,显著高于贝尔曼漏斗法（30.0±1.6%）、浅盘法（15.0±1.4%）和ISO国际标准胶体悬浮法（62.0±4.3%）,并规避了现有方法中土壤杂质对分离效果的影响,便于获得具有生物活性的大批量线虫。（2）比较研究了五种土壤中nTiO₂对线虫的毒性效应,分析了p H、电导率、氧化还原电位、Zeta电位和总有机碳（TOC）等土壤理化指标与nTiO₂线虫毒性效应间的相关性。5000 mg/kg nTiO₂暴露不同程度地降低了土壤中线虫的存活率、体长和运动性能。相关性分析结果显示,土壤p H与线虫的相对存活率呈极显著正相关,土壤TOC与线虫的相对体长和相对头部摆动频率分别呈显著和极显著正相关,而其它土壤理化性质与毒性指标间未达到显著性相关。（3）深入研究了水稻土中三种晶型（锐钛矿、金红石和混合型）nTiO₂对线虫的多代毒性效应及机制。nTiO₂在土壤中的生物可利用态浓度低,对线虫毒性效应的晶型差异不显著,但存在剂量-效应关系。高剂量nTiO₂暴露能严重影响母代线虫的生存和运动,并显著诱导氧化应激响应;但随着线虫代数（子一代到子三代）增加,nTiO₂对其的毒性逐渐减弱,而线虫的寿命逐渐增加。nTiO₂的致死和氧化损伤作用可能会逐渐筛选出抗氧化应激能力较强的子代,其胰岛素样（IIS）信号通路上游关键基因daf-2、age-1和skn-1对nTiO₂的氧化损伤和毒性作用产生积极响应,从而提高了后代线虫的耐受性和寿命,减弱了nTiO₂对后代线虫的毒性作用。