Se ha demostrado que las concentraciones aumentadas de nanopartículas de óxido de zinc (nano-ZnO) en el suelo son perjudiciales para el crecimiento de las plantas. Sin embargo, la sensibilidad de diferentes cultivares de trigo al estrés por nano-ZnO aún no está clara. Para detectar el proceso de respuesta fisiológica de las variedades de trigo con diferente tolerancia al estrés por nano-ZnO, se seleccionaron cuatro cultivares de trigo (es decir, cv. , , , y ) con diferentes respuestas al estrés por nano-ZnO, dependiendo de ensayos previos de estrés por nano-ZnO con 120 cultivares de trigo en China. Los resultados encontraron que la exposición a nano-ZnO redujo las concentraciones de clorofila y la eficiencia del transporte de electrones fotosintéticos, junto con la disminución de las actividades enzimáticas del metabolismo de carbohidratos, y limitó el crecimiento de las plantas. Mientras tanto, se encontró variación genotípica en la asimilación de carbono fotosintético bajo estrés por nano-ZnO en las plantas de trigo. El cv. y poseían concentraciones de Zn relativamente más bajas y mayor nitrógeno foliar por área, menos reducciones en su tasa fotosintética neta, un rendimiento cuántico máximo del PS II (F/F), flujo de transporte de electrones por sección transversal (ETo/CSm), flujo de energía atrapada por sección transversal (TRo/CSm), y concentraciones totales de azúcares solubles y sacarosa bajo estrés por nano-ZnO, mostrando una mejor tolerancia al estrés por nano-ZnO que el cv. y . Además, los parámetros de fluorescencia de clorofila a F/F, ETo/CSm y TRo/CSm podrían utilizarse para seleccionar rápidamente variedades de trigo resistentes al estrés por nano-ZnO. Los resultados aquí proporcionan un nuevo enfoque para resolver los problemas de disminución del rendimiento de los cultivos en regiones contaminadas por nanopartículas de metales pesados y promover la utilización sostenible de tierras agrícolas con contaminación por metales pesados.