The Crop Journal │南京农业大学郭世伟团队综述钾与镁在高等植物体内的协同与拮抗作用

镁（Mg）是植物正常生长发育所必需的营养元素，参与了植物体内各种生理生化过程。镁的缺乏会影响作物的产量和品质。在农业生产过程中，钾（K）诱发的缺镁现象普遍发生，特别是土壤中低镁高钾或钾肥投入过量也是造成作物生理性缺镁的重要原因之一。然而，钾与镁之间的相互作用，尤其是两者的竞争机制尚不清楚。
近日，南京农业大学郭世伟教授课题组在The Crop Journal在线发表了题为“Synergistic and antagonistic interactions between potassium and magnesium in higher plants”的综述文章，全面介绍了钾与镁在植物根系吸收、转运、分配过程中以及生理功能上的相互作用，并对其中可能存在的竞争或协同机制进行了探讨。

该综述的主要内容有：（1）在根系吸收以及从地下部向地上部转运的过程中，钾对镁的拮抗作用要强于镁对钾的作用。（2）关于钾与镁在植物个体水平、组织、器官和亚细胞水平的分布上表现为拮抗作用还是协同作用尚无定论，这主要取决于作物类型、细胞类型、叶龄和源-库器官等。（3）镁在作物生长中的作用常常被低估。事实上，镁在某些生理过程中与钾具有类似的作用。镁与钾在光合作用、碳水化合物转运与分配、氮代谢等生理过程中具有协同作用，镁在这些过程中可以部分替代钾的功能。（4）由于K+和Mg2+在吸收、转运和分配过程中存在拮抗的关系，植物自身需要维持K+和Mg2+之间的平衡，从而确保正常生长发育。适宜的钾镁比对作物产量与品质的形成至关重要。然而，关于钾镁肥的适宜用量、土壤或植物器官中适宜的K/Mg比例，众多研究得出了不同的结果，主要是因为不同研究中的土壤或作物类型、钾镁肥供应的形态和用量、土壤理化性质、叶龄、叶位以及作物生长阶段等试验条件存在差异。
未来的研究应集中于阐明钾镁相互作用的生理和分子机制。根据土壤条件、作物特性等影响因素，推荐最佳钾镁肥配比，确定植物组织适宜的K/Mg比例也是未来研究的重点。

图1 钾与镁在植物体内的相互作用

作者和基金项目

谢凯柳博士为该文第一作者，郭世伟教授为通信作者。该研究得到了国家重点研发计划（2016YFD0200901和2016YFD0200305）等项目的资助。

The Crop Journal英文宣传片，敬请收看！

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THE CROP JOURNAL

The Crop Journal (《作物学报（英文版）》)是中国科协主管，中国作物学会、中国农业科学院作物科学研究所和中国科技出版传媒股份有限公司共同主办的学术期刊，创刊于2013年10月。办刊宗旨为刊载作物科学相关领域最新成果，开展国际学术交流，促进我国作物科学研究水平及国际影响力的提升。主要刊登农作物遗传育种、耕作栽培、生理生化、生态、种质资源以及与农作物有关的生物技术、生物数学、农业气象等领域以第一手资料撰写的研究论文、研究简报以及专题综述等。2019年The Crop Journal的SCI影响因子为3.395，在JCR农学和植物学两个学科位于Q1区，并位列中科院分区农林类期刊一区。2019–2023年获中国科技期刊卓越行动计划重点项目资助。

编辑｜何安
审核｜杨光明 张晓萍 程维红
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