综述：维管植物中的稀土元素超积累：发生机制与应用

《Critical Reviews in Environmental Science and Technology》：Rare earth element hyperaccumulation in vascular plants: Occurrence, mechanisms, and applications

　　稀土超积累植物通过四个阶段实现稀土元素高效富集：根际动员、根部吸收与木质部加载、木质部运输及叶片解毒。研究表明根分泌物对根际动员至关重要，细胞壁或硅在叶片解毒中起关键作用，与重金属机制显著不同。不同物种稀土积累模式及土壤-植物转移效率差异，揭示轻/重稀土（LREEs/HREEs）分选机制。当前研究缺口在于解析分子运输调控及多学科技术整合应用，为农业采矿技术发展提供理论支撑。

　　

摘要

某些植物物种具有超积累稀土元素（REEs）的独特能力，能够将这些元素的浓度提高到普通植物物种中的数百甚至数千倍。尽管在理解过渡金属超积累机制方面已经取得了显著进展，但稀土元素超积累的具体途径仍不明确。本文综合了当前的研究成果，系统地分析了稀土元素超积累过程中的四个关键阶段：根际迁移、根部吸收与木质部运输、木质部传输以及叶片解毒。研究发现，根系分泌物对根际迁移至关重要；同时，细胞壁和/或硅元素在叶片中的稀土元素解毒过程中发挥着关键作用，这些机制与其他痕量金属的超积累机制有显著差异。我们还研究了不同物种间稀土元素积累和分馏模式的差异，探讨了控制轻稀土元素（LREEs）和重稀土元素（HREEs）从土壤转移到植物体内的地球化学和生化因素。文章对现有的知识空白进行了深入评估，特别强调了新兴技术和多学科方法在揭示稀土元素超积累的传输动态及进化驱动因素方面的潜力。这篇综述为深化对稀土元素超积累的分子、生理和生化机制的理解提供了方向，并为通过创新农业采矿方式从非常规来源中回收稀土元素开辟了新的途径。