The nitrogen–potassium intersection: membranes, metabolism, and mechanism

Resumo

O nitrogênio (N) e o potássio (K) são os dois elementos minerais mais abundantemente adquiridos pelas plantas, e suas vias de aquisição interagem de maneiras complexas. Aqui, revisamos interações fundamentais no que diz respeito à aquisição radicular, armazenamento, translocação e metabolismo entre o íon K⁺ e as duas principais fontes de N, o amônio (NH₄⁺) e o nitrato (NO₃⁻). As intersecções entre a fisiologia do N e do K são exploradas em vários níveis organizacionais, desde processos molecular‑genéticos até a compartimentação e a fisiologia da planta inteira, e discutidas no contexto tanto da cooperação quanto do antagonismo entre N e K. A regulação nutricional e a otimização do crescimento vegetal, da produtividade, do metabolismo e da eficiência do uso da água também são discutidas.

Abstract

Nitrogen (N) and potassium (K) are the two most abundantly acquired mineral elements by plants, and their acquisition pathways interact in complex ways. Here, we review pivotal interactions with respect to root acquisition, storage, translocation and metabolism, between the K+ ion and the two major N sources, ammonium (NH4+) and nitrate (NO3-). The intersections between N and K physiology are explored at a number of organizational levels, from molecular-genetic processes, to compartmentation, to whole plant physiology, and discussed in the context of both N-K cooperation and antagonism. Nutritional regulation and optimization of plant growth, yield, metabolism and water-use efficiency are also discussed.