蕨類植物超富集稀土元素的機(jī)制初探.pdf

1、我國稀土元素在農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)用而造成潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)已日益引起關(guān)注。近年來出現(xiàn)的植物修復(fù)技術(shù)提供了一種價(jià)廉且有效的土壤污染治理的途徑，其實(shí)現(xiàn)的前提是找到稀土元素的超富集植物。然而與其他重金屬元素相比，稀土元素不論在其超富集植物的數(shù)量還是超富集機(jī)理的研究深度上都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，而且研究結(jié)果常常不能相互驗(yàn)證。 本論文以蕨類植物為研究對象，研究蕨類植物與土壤構(gòu)成的體系中，稀土元素在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中發(fā)生分異和富集的規(guī)律；篩選稀土元素超富集植物，在細(xì)

2、胞及分子水平上研究稀土元素在超富集植物體內(nèi)的分布及賦存狀態(tài)，并進(jìn)一步分離表征在超富集中起重要作用的稀土結(jié)合蛋白，探討可能的超富集機(jī)制，為將來稀土污染的植物修復(fù)提供理論依據(jù)。 在福建南靖樂土亞熱帶雨林自然保護(hù)區(qū)，我們發(fā)現(xiàn)了一種新的稀土元素超富集植物——單葉新月蕨(Pronephriumsimplex)，其葉中稀土含量高達(dá)1.2mgg-1。進(jìn)一步研究表明單葉新月蕨葉中的稀土元素主要與細(xì)胞壁和蛋白質(zhì)組分相結(jié)合，并且蛋白中稀土元素總濃度

3、(2899.5μgg-1)遠(yuǎn)高于細(xì)胞壁；對其葉綠體分級的結(jié)果表明，稀土元素基本平均地分布于葉綠體被膜和類囊體，而類囊體中絕大部分的稀土元素與光系統(tǒng)Ⅱ結(jié)合；運(yùn)用凝膠高效液相色譜(SE-HPLC)與ICP-MS聯(lián)用技術(shù)在其葉中發(fā)現(xiàn)一種稀土結(jié)合多肽，稀土含量高達(dá)3000μgg-1，且優(yōu)先結(jié)合輕稀土；進(jìn)一步的表征顯示該多肽的分子量為5073Da，具有β折疊結(jié)構(gòu)，等電點(diǎn)約為3.7，含有較多的脯氨酸和甘氨酸，中等含量的谷氨酸和天冬氨酸，在生理?xiàng)l件下