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稀土元素（rare earth element,REE）的广泛应用使得其在土壤、环境乃至食物链中不断传递,所造成的潜在的环境和健康风险已经日益引起人们的关注,尤其是稀土元素日允许摄入量与农用安全性探讨已成为最新的研究热点。稀土含量过高时,不论是对植物的生长还是对动物的骨骼、脑部、脏器和内分泌系统等均具有潜在毒性。与传统污染土壤的化学和物理修复技术相比,近年来出现的植物修复技术提供了一种经济且有效的土壤污染治理途径,而且不会对环境造成二次污染或破坏。利用该技术进行土壤稀土污染治理的前提是找到对稀土元素具有特殊富集能力的植物种或基因型,即稀土元素的“超富集体”（hyperaccumulator）。但是与植物超富集重金属元素的机理研究相比,稀土元素超富集植物的研究相对较少,大多数研究集中于稀土元素在植物体内分异规律方面,对于稀土在植物体内富集的分子机理的研究有待深入。本文以稀土元素超富集植物单叶新月蕨（Pronephrium simplex）为对象,研究其在自然条件下对稀土元素的超富集能力,利用胁迫培养实验验证其耐受和富集能力,考察稀土元素在超富集植物体内的分布及赋存状态,分离表征在超富集过程中起重要作用的稀土结合多肽,探讨可能的超富集机理,为稀土污染的植物修复技术提供理论和实践依据。同时,介绍一种新发现的稀土元素超富集植物——三叶新月蕨（Pronephriumtriphyllum）。研究自然保护区内单叶新月蕨体内的稀土含量分布,结果显示,该植物叶片内的稀土含量高达1249.37μg g-1,是其生长地母土中稀土含量的51.8倍,是母土中生物可利用态稀土含量的650.7倍,表明单叶新月蕨对稀土元素具有很强的富集能力,是稀土元素超富集植物;且叶片中的稀土含量分异现象与其生长地母土中的一致。采用凝胶色谱和反相色谱纯化单叶新月蕨稀土结合多肽,通过MALDI-TOF-MS及ESI-IT-MS测得其分子量为5072 Da。研究不同浓度的Nd胁迫培养下,单叶新月蕨富集Nd的能力。结果发现,单叶新月蕨在500μg mL-1Nd3+胁迫下仍能生存,具有很强的耐受性;伴随Nd含量的增加,Ce含量降低而叶片中的结合多肽的表达增加,表明Nd可以被吸收进入叶片细胞内部诱导多肽的表达并与之结合。提取纯化得到的稀土结合多肽经ICPMS鉴定其Nd含量最高,分别是La和Ce的94.1和57.9倍,其分子量为5076Da。Nd取代了多肽中原来结合的Ce,导致胁迫前后的稀土结合多肽分子量相差4Da,表明单叶新月蕨对稀土元素具有特异性富集。经酸处理脱掉Nd后,该多肽稀土含量仅为原多肽的4.2%,脱去部分的HPLC/ESI-IT-MS的谱图,可以看出632Da的肽片段（5076-4444=632Da）可能是Nd在结合多肽中所处的区域。V8蛋白酶（Endoproteinase Glu-C）酶解得到的肽片段,在Mascot数据库中进行比对,解析得出片段含有-E-T-M-E-,-P-N-L-L-G-E-,-F-V-I-Y-E-和-F-V-I-A-的肽段。另外,本文对在福建南靖乐土亚热带雨林自然保护区发现的另一种蕨类植物三叶新月蕨也进行了稀土分布及赋存状态的研究。结果发现,该植物叶片内稀土含量高达1026.53μg g-1,是其生长地母土稀土含量的42.6倍,是生物可利用态稀土含量的557.9倍,其富集系数为K2（从生物可利用态到根）>K5（从叶柄到叶）>K3（从根到茎）>1>K4（从茎到叶柄）>K1（从土壤到生物可利用态）。稀土元素主要通过土壤到根、根到茎、叶柄到叶片这三个过程,不断地在植物体内得到富集,根据稀土元素超富集植物的定义,三叶新月蕨是一种尚未报道的全新的稀土元素超富集植物。进一步对三叶新月蕨的稀土结合多肽进行SEC-UV/ICPMS及反相纯化鉴定,其稀土结合多肽的分子量为5070.97Da。两者均为金星蕨科新月属,它们的叶片中存在一个分子量接近的稀土结合多肽,是否具有相关性,还有待深入研究。