超富集植物对稀土元素吸收转运解毒与分异的研究进展

环境修复网讯:稀土是重要的战略资源，在现代高科技和清洁能源领域发挥着重要的作用。随着稀土需求量的与日俱增，稀土矿山开发加剧，产生了大面积的稀土废弃尾砂地进而污染农田，对当地生态环境和居民健康构成威胁。植物采矿是指在金属污染地上种植超富集植物，在恢复植被和修复污染土壤的同时，还可通过收割地上部实现金属回收利用，是一种原位和低成本的

手段。探究超富集植物重金属富集机理是实现植物采矿的基础，但相对于Ni、Zn、As等超富集植物的研究，稀土超富集植物吸收转运和耐受稀土机制的研究仍然缺乏。本文结合近年国内外研究，综述了超富集植物对稀土的吸收、转运和分布解毒机制以及与稀土分异之间的关系，并以芒萁和美洲商陆为代表，初步建立了超富集植物中稀土分异的概念模型，主要由四个关键过程组成：

1根际土壤溶液化学过程

植物根系主要吸收自由离子态稀土，根际有机配体的种类和浓度、pH、有机质和离子扩散等因素，会通过络合、吸附、解吸和沉淀等作用降低或者提高了土壤溶液中稀土生物有效性，影响根系对稀土的吸收，进而使稀土在植物根系吸收过程中产生分异。

2根系吸收

稀土通常以自由离子态形式吸收进入植物根系。芒萁和美洲商陆根系可能通过Ca2+通道等低亲和力运输系统被动吸收稀土，其中美洲商陆根系还可能通过Al转运蛋白等高亲和力运输途径吸收稀土。这些吸收途径使芒萁整株富集轻稀土，美洲商陆整株轻微富集轻稀土。

3木质部转运

稀土随着木质部流动向上转运。其中芒萁较弱的根部区室化作用可能导致更多的轻稀土在木质部导管中以自由离子态随蒸腾流迁移至地上贮存。相反，美洲商陆木质部中重稀土更易与有机酸等络合并向地上部转运，尤其柠檬酸在木质部重稀土的长距离转运过程中起着重要作用。

4地上部分布解毒

最终大量稀土贮存在植物叶片中。芒萁地上部中，稀土在叶柄向叶片转运时轻稀土与重稀土的比值最大，叶片中轻稀土大部分被细胞壁吸收保持在质外体中，或被卸载到液泡中，也可能进入细胞与蛋白质、叶绿素等络合进行解毒。美洲商陆叶片中解毒情况目前尚不清楚，推测可能与芒萁存在类似的区室化机制进行解毒，使重稀土大量富集在叶片中。

原标题:超富集植物对稀土元素吸收转运解毒与分异的研究进展