我国稀土元素在农业中的广泛应用而造成潜在的环境风险已日益引起关注。近年来出现的植物修复技术提供了一种价廉且有效的土壤污染治理的途径，其实现的前提是找到稀土元素的超富集植物。然而与其他重金属元素相比，稀土元素不论在其超富集植物的数量还是超富集机理的研究深度上都还远远不够，而且研究结果常常不能相互验证。 本论文以蕨类植物为研究对象，研究蕨类植物与土壤构成的体系中，稀土元素在转运过程中发生分异和富集的规律；筛选稀土元素超富集植物，在细胞及分子水平上研究稀土元素在超富集植物体内的分布及赋存状态，并进一步分离表征在超富集中起重要作用的稀土结合蛋白，探讨可能的超富集机制，为将来稀土污染的植物修复提供理论依据。 在福建南靖乐土亚热带雨林自然保护区，我们发现了一种新的稀土元素超富集植物——单叶新月蕨(Pronephriumsimplex)，其叶中稀土含量高达1.2mgg-1。进一步研究表明单叶新月蕨叶中的稀土元素主要与细胞壁和蛋白质组分相结合，并且蛋白中稀土元素总浓度(2899.5μgg-1)远高于细胞壁；对其叶绿体分级的结果表明，稀土元素基本平均地分布于叶绿体被膜和类囊体，而类囊体中绝大部分的稀土元素与光系统Ⅱ结合；运用凝胶高效液相色谱(SE-HPLC)与ICP-MS联用技术在其叶中发现一种稀土结合多肽，稀土含量高达3000μgg-1，且优先结合轻稀土；进一步的表征显示该多肽的分子量为5073Da，具有β折叠结构，等电点约为3.7，含有较多的脯氨酸和甘氨酸，中等含量的谷氨酸和天冬氨酸，在生理条件下能给稀土元素提供可能的结合位点，因此该多肽很可能在稀土超富集方面起重要作用。除此之外，我们对已知的稀土超富集植物——乌毛蕨也进行了研究，发现其叶中也有类似的稀土分布情况，但它的细胞壁富集稀土能力高于单叶新月蕨。我们发现乌毛蕨叶中含有两种稀土结合物质，均主要与轻稀土相结合；其中一种是分子量为9016.6Da的多肽；另一种的稀土含量较高，电喷雾质谱的结果显示其分子量仅为99Da，且有较强的酸性，红外光谱表明其含有酰胺基团。