El pasto alto (Schreb.) es una especie herbácea que se utiliza comúnmente para la restauración ecológica de pendientes en China. Sin embargo, la escasez de agua a menudo limita su crecimiento debido a las condiciones únicas del sitio en pendientes pronunciadas y el estrés por sequía inducido por el clima. Este estudio tiene como objetivo comparar los efectos ameliorativos de las nanopartículas de silicio (Si NPs) y los nanocristales de celulosa (CNCs) sobre el estrés por sequía en el pasto alto y elucidar sus mecanismos de acción subyacentes. Los resultados indicaron que el estrés por sequía perjudicó la fotosíntesis, restringió la absorción de nutrientes y aumentó el estrés oxidativo, reduciendo en última instancia la biomasa. Sin embargo, las Si NPs y los CNCs mejoraron la tolerancia a la sequía y promovieron la acumulación de biomasa al mejorar la fotosíntesis, la regulación osmótica y los mecanismos de defensa antioxidante. Específicamente, el tratamiento con Si NPs aumentó la biomasa en un 48.71% en comparación con las plantas de control estresadas por sequía, mientras que los CNCs resultaron en un aumento del 33.41%. La secuenciación del transcriptoma reveló además que ambos nanomateriales mejoraron la tolerancia a la sequía al regular al alza los genes asociados con la fotosíntesis y la defensa antioxidante. Además, las Si NPs mejoraron la tolerancia a la sequía al estimular el crecimiento de las raíces, mejorar la absorción de nutrientes y mejorar la estructura de las hojas. En contraste, los CNCs desempeñan un papel distinto al regular la expresión de genes relacionados con la síntesis y el metabolismo de la pared celular. Estos hallazgos destacan los roles cruciales de estos dos nanomateriales en la protección contra el estrés en las plantas y ofrecen una estrategia sostenible para el mantenimiento y la gestión de la vegetación en pendientes.