تاثیر سموم آفتکش بر جمعیت میکروبی خاکهای شور به کمک روشهای وابسته به کشت و توالی‌یابی نسل جدید
محورهای موضوعی : زیست فناوری میکروبیصفورا هاشمی جوکار 1 , محمود شوندی 2 * , اعظم حدادی 3 , ابراهیم علایی 4
1 - گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرج
2 - استادیار گروه میکروبیولوژی و بیوتکنولوژی، پژوهشگاه صنعت نفت
3 - گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرج
4 - پژوهشکده محیط زیست و بیوتکنولوژی، پژوهشگاه صنعت نفت
کلید واژه:
چکیده مقاله :
سابقه و هدف: علی رغم استفاده گسترده آفتکشها در صنعت کشاورزی، تأثیرات مخرب زیست‌محیطی آن ها مورد مطالعه قرار نگرفته است. در پژوهش حاضر، تأثیر آفت کش های کلرپیریفوس و دلتامترین بر تنوع میکروبی خاک در شوریهای مختلف بررسی شد.مواد و روش‌ها: چهار نمونه خاک با شوری های مختلف (صفر، 1%، 2% و 4%) به میزان mg/kg 200 از هر یک از ترکیبات کلرپیریفوس و دلتامترین آلوده شدند. تأثیرات مخرب این آفت کش ها بر جمعیت میکروبی خاک به کمک روش های وابسته به کشت و توالی‌یابی نسل جدید (NGS) بررسی شد. در ادامه، باکتری‌های شاخص، جداسازی و با نتایج حاصل از روش توالی‌یابی نسل جدید مقایسه شد.یافته‌ها: درصد بالایی از گونه‌های فعال خاک در اثر این آفت کش ها از بین رفتند. گروه های اصلی در سطح شاخه فرمیکوتس ها، پروتئوباکتر ها، باکتروئیدها و اکتینوباکترها بودند. بررسی الگوی واحدهای عملکردی تاکسونومیک(OTU) در بین نمونه ها نشان داد که کمترین فراوانی مربوط به گروه نمونه‌های خاک آلوده به کلرپیریفوس و بالاترین فراوانی مربوط به نمونه شاهد غیرآلوده بود. مقایسه با استفاده از آنالیز آلفا نیز نشان داد که بالاترین تعداد سویه ها در میکروکازم خاک غیر شور و غیرآلوده و پایین‌ترین تعداد سویهها در حضور دلتامترین (1% شوری) و کلرپیریفوس (0% شوری) مشاهده شد.نتیجه‌گیری: نتایج بدست آمده حاکی از تأثیر قابل توجه شوری بر مقاومت میکروارگانیسم‌های موجود در خاک در حضور کلرپریفوس و دلتامترین بود. هر یک از خاک های مورد مطالعه تحت تاثیر آلودگی سموم آفت کش بر اساس شرایط فیزیکوشیمیایی خود، جمعیت میکروبی اختصاصی خود را خواهد داشت و در بررسی آن ها با روش های وابسته به کشت و روش های مولکولی یافته های تقریبا مشابهی بدست آمد.
Background & Objectives: Despite of widely use of pesticides in agricultural industry, their ecotoxicological impacts on the environment are not still well understood. In the present study, the effects of chlorpyrifos and deltamethrin pesticides on soil microbial diversity in different salinities were investigated.Materials and methods: Four soil samples with various salinities (0, 1%, 2% and 4%) were contaminated with 200 mg/kg of chlorpyrifos and deltamethrin. Then, the effects of these compounds were investigated by culture-dependent and Next Generation Sequencing (NGS) methods. The dominant bacterial strains were isolated and compared with the results of the NGS method.Results: Remarkable groups of active soil species were destroyed. The main groups at the phylum level were, Firmicutes, Proteobacteria, Bacteroidetes and Actinobacteria. Examination of the pattern of operational taxonomic unit (OTU) showed that the lowest abundance belonged to the group of soil samples contaminated with chlorpyrifos and the highest abundance belonged to the non-contaminated sample. Alpha diversity analysis revealed that the highest number of strains was observed in non-saline and uncontaminated soil microcosms, and the lowest number of strains was observed in the presence of deltamethrin (1% salinity) and chlorpyrifos (0% salinity).Conclusion: The results indicated that soil salinity had significant impact on the resistance of soil microorganisms to the chlorpyrifos and deltamethrin. Every soil samples will have its own microbial composition based on its physicochemical conditions under the influence of pesticide contamination. By comparison of microbial composition by culture-dependent and molecular-based methods, almost similar findings were obtained.