铁是植物必需的矿质元素，对植物的生长发育以及作物的产量和品质十分重要。缺铁不仅限制植物生长，同时危害着人类的健康。为提高铁的吸收和利用效率，多年来关于植物铁营养的生物学机制以及应用研究一直是植物营养研究领域的一个热点。目前铁营养研究主要以农作物和模式植物为材料，致力于提高其体内铁的利用效率;但对于植物中铁高度累积的现象和机制研究却很少。在研究过程中，我们在北方草原上发现了一种能在地上部累积高浓度铁的植物星毛委陵菜(Potentilla acaulis)，通过野外取样结合室内盆栽试验，本论文对该植物超累积铁的生物学机制以及生态学意义进行了研究和探讨。主要研究结果如下:　　1.自然生境条件下，与其它7种草原植物相比，不论在5月份（草原春季）还是在7月份（草原夏季），星毛委陵菜地上部的铁含量(5月:1354.36mg·kg-1;7月:1015.16mg·kg-1)都显著高于其他植物。盆栽试验结果同样表明，不论低浓度还是高浓度的铁处理，星毛委陵菜地上部铁含量都显著高于其他植物。但对于其他二价金属离子，野外和盆栽条件下并没有出现类似的地上部高浓度累积现象。这些结果表明，星毛委陵菜是一种地上部高累积铁的植物，且对铁元素具有专一的累积性。　　2.星毛委陵菜地上部铁含量远远高于根部铁含量，其含量之比约为98∶1，并且叶片活性铁含量显著高于其它植物。星毛委陵菜种子中铁含量是其他植物种子中的2～3倍。这些结果表明，星毛委陵菜具有很强的将铁由根部向地上部和种子中运输及其分配能力。　　3.盆栽结果显示，星毛委陵菜地上部铁含量随着外界铁浓度增加而增加，根系三价铁还原能力同样随着外界铁处理浓度增加而增加，相关分析显示星毛委陵菜地上部铁含量与根系三价铁还原能力之间存在显著的正相关关系(r2=0.922)。这些结果表明，根系的三价铁还原能力在星毛委陵菜地上部铁累积中可能发挥着重要作用。　　4.盆栽结果显示，除了星毛委陵菜，高浓度铁处理还不同程度诱导了冷蒿(Artemisia frigida）、二裂委陵菜（Potentilla bifurca）和菊叶委陵菜（Potentilla tanacetifolia)等双子叶草原植物的根系三价铁还原活性，但并没有诱导黄瓜、番茄这些农作物根系的三价铁还原活性。从这些结果我们推测，草原上生长的双子叶植物根系铁的活化、吸收以及利用机制与农作物之间可能存在很大差异。　　5.酚类物质测定结果显示，不同铁浓度处理下，星毛委陵菜根系的酚类物质分泌量都显著高于其他植物。高浓度铁处理虽然降低了星毛委陵菜根系酚类物质的分泌量，但仍高于其他几种草原植物。由此推测，酚类物质在星毛委陵菜铁活化、吸收、分配过程中可能发挥着重要作用。　　综上所述，本论文主要研究结论是:星毛委陵菜地上部专一性的超累积铁元素;星毛委陵菜具有很强的铁长距离运输以及铁向叶片和种子分配的能力;星毛委陵菜地上部超累积铁与其根系的三价铁还原能力密切相关;酚类物质在铁累积过程中可能发挥着重要作用。在此研究基础上，进一步探究星毛委陵菜超累积铁的分子和生理生态机制对提高铁营养的研究进展具有重要意义。