تاثير سموم آفت‌كش بر جمعيت ميكروبي خاك‌هاي شور به كمك روش‌هاي وابسته به كشت و توالي‌يابي نسل جديد

The effects of pesticides on microbial population of saline soils using culture-dependent and next generation sequencing methods

سابقه و هدف: عليرغم استفاده گسترده آفت كشها در صنعت كشاورزي، تأثيرات مخرب زيستمحيطي آنها مورد مطالعه قارار نگرفته است. در پژوهش حاضر، تأثير آفت كشهاي كلرپيريفوس و دلتامترين بر تنوع ميكروبي خاك در شوريهاي مختلف بررساي شد. مواد و روشها: چهار نمونه خاك با شوريهاي مختلف )صفر، 1 ،%2 %و 4 )%به ميزان 200 kg/mg از هار ياا از تاركايا اات كلرپيريفوس و دلتامترين آلوده شدند. تأثيرات مخرب اين آفتكشها بر جمعيت ميكروبي خاك به كما روشهاي وابسته به كشت و توالييابي نسل جديد (NGS (بررسي شد. در ادامه، باكتريهاي شاخص، جداسازي و با نتايج حاصل از روش توالييااباي نسال جديد مقايسه شد. يافته ها: درصد بااليي از گونه هاي فعال خاك در اثر اين آفتكشها از بين رفتند. گروه هاي اصلي در سطح شاخه فرماياكاوتا هاا، پروتئوباكترها، باكتروئيدها و اكتينوباكترها بودند. بررسي الگوي واحدهاي عملكردي تاكسونوميا (OTU (در بين نمونهها نشان داد كه كمترين فراواني مربوط به گروه نمونه هاي خاك آلوده به كلرپيريفوس و باالترين فراواني مربوط به نمونه شاهد غيارآلوده باود. مقايسه با استفاده از آناليز آلفا نيز نشان داد كه باالترين تعداد سويه ها در ميكروكازم خاك غير شور و غيرآلوده و پايينتريان تاعاداد سويه ها در حضور دلتامترين 1 %شوري و كلرپيريفوس 0 %شوري مشاهده شد. نتيجه گيري: نتايج بدست آمده حاكي از تأثير قابل توجه شوري بر مقاومت ميكروارگانيسمهااي ماوجاود در خااك در حضاور كلرپريفوس و دلتامترين بود. هر يا از خاك هاي مورد مطالعه تحت تاثير آلودگي سموم آفتكش بر اساس شرايط فيزيكوشيميااياي خود، جمعيت ميكروبي اختصاصي خود را خواهد داشت و در بررسي آنها با روشهاي وابسته به كشت و روش هاي موكولي يافته هاي تقري ا مشابهي 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. Keywords: Soil microbial composition, Next Generation Sequencing, chlorpyrifos, deltamethrin, Soil Salinity.