La contaminación global causada por micro/nanoplásticos (M/NPs) está amenazando los agroecosistemas, comprometiendo la seguridad alimentaria y la salud humana. Además, el uso creciente de nanomateriales de la familia del grafeno (GFNs) en productos agrícolas ha llevado a su presencia generalizada en los sistemas agrícolas. Sin embargo, existe una gran brecha en la literatura sobre los efectos combinados de MNPs y GFNs en las plantas agrícolas. Este estudio se llevó a cabo para explorar los impactos individuales y combinados de microplásticos de poliestireno (PSMPs, 1 m) o nanoplásticos (PSNPs, 50-100 nm), junto con óxido de grafeno (GO) relevante para la agricultura, en la germinación de semillas y el crecimiento de plántulas de lechuga. Los resultados mostraron que los efectos combinados de mezclas de PSMPs/PSNPs y GO exhibieron tanto sinergia como antagonismo, dependiendo de diferentes indicadores de toxicidad. El mecanismo celular subyacente a los efectos combinados en las raíces y brotes de las plántulas involucró estrés oxidativo. Tres genes de la familia SOD, a saber, Cu/Zn-SOD, Fe-SOD y Mn-SOD, jugaron un papel importante en la regulación del sistema de defensa antioxidante de las plántulas. La magnitud de su contribución a esta regulación estuvo asociada tanto con los distintos tamaños de partículas plásticas como con las ubicaciones específicas de los tejidos dentro de las plántulas.