كاربرد بيوماركرهاي ليپيدي براي ارزيابي ساختار جمعيت ميكروبي خاك

Using of lipid biomarkers for assessing soil microbial community structure

تعادل اكولوژيك جوامع ميكروبي خاك، با توجه به نقش حياتي و محوري آن ها به عنوان شاخص سلامت اكوسيستم خاك، از اهميت بالايي برخوردار مي باشد. بهره‌گيري از روش‌هاي مختلف براي دستيابي به وضعيت جامعه ميكروبي خاك وجود دارد. روش هاي كشت ميكروبي براي اين منظور مناسب نيستند، زيرا قسمت اعظم ريزجانداران قادر به رشد در محيط كشت نمي باشند. روش هاي مولكولي و تكنيك هاي بر پايه DNA فقط تنوع ميكروبي را مي دهند. پس يك روش سريع براي ارزيابي ساختار جامعه ميكروبي در خاك استفاده از الگو اسيد چرب فسفوليپيدي (PLFA) مي باشد (زيرا بعد از مرگ سلول به سرعت توسط فعاليت آنزيم فسفاتاز تجزيه مي شود). به علاوه PLFA مي تواند اطلاعات وسيع از تنوع، زيست توده و وضعيت تغذيه اي– فيزيولوژيك آن ها فراهم آورد. PLFAهاي مخصوص و معيني مثل نسبت اسيد چرب فسفوليپيد با موقعيت (ترانس) 16:1?7t به اسيد چرب فسفوليپيد با موقعيت (سيس) 16:1?7c (trance/cis)، نسبت مجموع اسيدهاي چرب فسفوليپيدي سيكلوپروپيل (cy17:0 و cy19:0) به مجموع اسيدهاي چرب فسفوليپيدي با يك پيوند دوگانه پيشگام 16:1?7و 18:1?7) (cy/pre)، نسبت اسيدهاي چرب فسفوليپيدي اشباع شده به غيراشباع با يك پيوند دوگانه (S/M)، نسبت اسيدهاي چرب فسفوليپيدي باكتري هاي گرم منفي به اسيدهاي چرب باكتري هاي گرم مثبت (G-/G+) و نسبت اسيد چرب فسفوليپيدي قارچ هاي ساپروفيت (18:2?6,9) به اسيدهاي چرب نشانگر باكتري ها (F/B)، قادرند به عنوان شاخص هاي وضعيت فيزيولوژيكي يا تغذيه در شرايط مختلف محيطي همچون خاك هاي آلوده شده به فلزات سنگين، تغييرات pH، تغييرات عمق، خشكي، شوري، مديريت هاي مختلف كشاورزي و شرايط غرقابي، براي ارزيابي جوامع ميكروبي خاك به كار مي روند. روش تجزيه PLFA در خاك و تعيين زيست توده، تنوع ميكروبي و وضعيت فيزيولوژيك در اينجا بررسي مي شود.

The ecological balance of microbial community (MC) is very important as an index of soil ecosystem health due to the pivotal and vital roles of MC. Microbial culture methods are suitable for this purpose because the majority of soil microorganisms unable to grow on synthetic media. DNA- based molecular analyses just provide microbial diversity data. Then a rapid method for the assessment of soil microbial community structure is using phospholipid fatty acid (PLFA) patterns (because they are degraded rapidly after cells death, by the action of phosphatases). Moreover, PLFA provide broad information dealing with microbial diversity, biomass and their nutritional - physiological status. Certain and specific PLFAs, viz. trans/cis ratio ( monounsaturated fatty acids (16:1w7t) to 16:1w7c), cy/pre ratio )cyclopropyl (cy17:0 + cy19:0) fatty acids to precursor (16:1?7+18:1?7 ) fatty acids, S/M ratio (saturated to monosaturated fatty acids), G-/G+ ratio (Gram negative bacteria to Gram positive bacteria fatty acids), F/B ratio (saprophytic fungi to bacterial fatty acids) were able as indicators of physiological or nutritional status in different environmental conditions, such as heavy metals polluted soils, changes in pH, depth changes drought, salinity, different agricultural managements and flooding are used for evaluation of soil microbial communities. The method of PLFA analysis in soil and determining microbial diversity, biomass and their physiological status are addressed here.