引言

稀土元素通常在岩浆岩、独居石为代表的岩石和矿物等组成的固体介质中富集，最近研究发现稀土元素还能在一种叫做芒萁的蕨类植物中富集，而且稀土在芒萁中的富集倍数远远高于相应的土壤等固体介质。那么芒萁富集稀土的原因是什么呢？有什么科学或应用价值呢？

蕨类植物芒萁

蕨类植物是高等孢子植物，系统分类上一般作为一个门。芒萁属于蕨类植物门芒萁属。中国是世界上蕨类资源最丰富的地区之一，约有2600多种，约占世界总数的1/5。蕨类在我国主要分布在华南和西南地区，仅云南省就有1400余种，其它如四川736种、台湾540种、广西527种。

稀土超累积植物

超累积植物是指地上部目标元素含量达到或超过一定标准（REE标准为1000 mg/kg）或吸收系数（植物某一部位的元素含量与土壤中相应元素含量之比）达到或超过1的植物。目前中国已发现的研究程度较高的超累积植物包括Se超累积植物荠壶瓶碎米荠，Cu超累积植物海州香薷，Mn超累积植物美洲商陆，As超累积植物蜈蚣草，Cd和Zn超累积植物东南景天和伴矿景天。芒萁是目前已知富集稀土能力最强的植物，其地上部稀土含量可高达7000mg/kg，是名副其实的稀土超累积植物。稀土元素在芒萁体内的分配具有叶片≈根＞茎>叶柄的规律，且稀土元素在芒萁体内发生分异作用[1]。

图1蕨类植物芒萁

芒萁对稀土富集和耐受的原因

最新一项研究发现稀土跨膜运输蛋白NREET1在芒萁根系大量表达且特异性定位在细胞质膜上，负责将稀土元素，尤其是轻稀土从细胞外向细胞内运输[2]。尽管芒萁是稀土超累积植物，但过量的稀土将制约植物生长，前人研究发现硅对芒萁叶片细胞壁的修饰作用是芒萁耐受高浓度稀土元素的关键原因[3]。

图2 NREET1蛋白运输稀土模型图

超累积植物的找矿意义

我国古代典籍中就曾对植物找矿有过记载，例如《荀子·劝学篇》中说:“玉在山而草木润”，体现出植物生态与山中蕴藏矿物相关的思想。19世纪50年代中国勘查地球化学奠基人—谢学锦先生在安徽安庆月山地区发现了铜矿指示植物—海州香薷，开拓了我国植物地球化学找矿领域。

超累积植物的环境修复意义

粤北一处废弃稀土尾矿区植被恢复情况表明在闲置5年的稀土尾矿区植物通常无法生长，而蜈蚣草、乌毛蕨等蕨类是尾矿植被中优势物种，说明蕨类植物适应稀土尾矿区土壤酸化沙化严重、养分贫瘠的环境。加强蕨类植物在稀土尾矿废弃地治理方面的利用可取得事半功倍的效果。