Skip to main content
SUPERVISOR
Farshid Noorbakhsh,Mohammad Reza Mosaddeghi
فرشید نوربخش (استاد راهنما) محمدرضا مصدقی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Safoura Nahidan lonbani
صفورا ناهیدان لنبانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1388

TITLE

The Effect of Slope Position on Amidohydrolase Activities, Kinetic and Thermodynamic Parameters and Abundance of amoA Gene Pools in Soil Aggregates
This study was conducted to investigate the effect of slope position on amidohydrolase (urease, L-glutaminase and L-asparaginase) activities, kinetic and thermodynamic parameters of L-glutaminase. Also, abundances of ammonia-oxidizing bacteria (AOB) and archaea (AOA) in soil aggregates of different slope positions were quantified by real-time PCR. Besides, the effects of slope aspect and position on microbial biomass C (MBC) and hydrolytic enzyme activities in soil were investigated. In each slope position, amidohydrolase activities decreased as the size of aggregate decreased. Considering the mass fraction of each aggregate Keywords : Amidohydrolase activity, kinetic and thermodynamic parameters, ammonia-oxidizing bacteria, ammonia-oxidizing archaea, slope position
توپوگرافی به عنوان یکی از عوامل خاکسازی، نقش مهمی در پویایی جمعیت، فعالیت و اکولوژی ریزجانداران خاک به عهده دارد. اغلب پژوهش های انجام شده در زمینه سنجش فعالیت های بیولوژیک، در مقیاس کل خاک (mm2 ) انجام گردیده اند ولی شناخت درست و جامعی از پویایی فعالیت های میکروبی خاک، نیازمند بررسی موقعیت آن ها در سطح زیستگاه و در مقیاس های کوچک نظیر مقیاس خاکدانه ها است. لذا این رساله به منظور بررسی اثر موقعیت شیب بر توزیع آمیدوهیدرولازها، سینتیک و ترمودینامیک آنزیم ال-گلوتامیناز و فراوانی باکتری ها و آرکیای اکسیدکننده آمونیوم در خاکدانه ها انجام گردید. همچنین اثر موقعیت و جهت شیب بر توده زنده میکروبی و تنوع کاتالیتیک خاک در مقیاس کل خاک انجام شد. در مطالعه اول، دو شیب تپه مرتعی واقع در فریدون شهر و چلگرد انتخاب شدند. نمونه برداری از عمق 0-10 سانتی متری 5 موقعیت قله شیب، شانه شیب، شیب پشتی، پایه شیب و انتهای شیب منطقه فریدون شهر انجام شد. در منطقه چلگرد، قله شیب به دلیل فقدان شرایط لازم برای این موقعیت شیب، از نمونه برداری حذف گردید. خاکدانه ها به روش الک تر در گروه های 2-4، 1-2، 5/0-1، 25/0-5/0 و 05/0-25/0 میلی متر جداسازی و کربن آلی و فعالیت اوره آز، ال-گلوتامیناز و ال-آسپاراجیناز اندازه گیری شدند. کربن آلی و فعالیت آنزیم ها در خاکدانه های 2-4 میلی متری بیشترین بودند و با کاهش اندازه خاکدانه کاهش یافتند. با وجود این، سهم این خاکدانه ها در کل کربن آلی و فعالیت آنزیمی کمتر از سایر خاکدانه ها بودند. موقعیت شیب بر فعالیت مطلق آمیدوهیدرولازها درون خاکدانه ها موثر بود ولی الگوی موقعیت مکانی آن ها را در خاکدانه ها چندان متاثر نساخت. با این حال، موقعیت شیب الگوهای توزیع فعالیت نسبی آمیدوهیدرولازها در خاک را از طریق تاثیر بر تشکیل خاکدانه ها و فعالیت مطلق آنزیم ها در خاکدانه ها تحت تاثیر قرار داد. در مطالعه دوم، پارامترهای سینتیکی (V max و K m ) و ترمودینامیکی (Ea و Q 10 ) ال-گلوتامیناز در خاکدانه های (1-4، 25/0-1 و 05/0-25/0 میلی متر) سه موقعیت شانه شیب، شیب پشتی و انتهای شیب منطقه چلگرد بررسی گردید. مقادیر V max و K m از موقعیت شانه شیب به سمت انتهای شیب کاهش در حالی که مقادیر E a و Q 10 افزایش یافتند. کربن آلی، نیتروژن کل و رس خاکدانه ها در طول شیب با پارامترهای سینتیکی و ترمودینامیکی ال-گلوتامیناز مرتبط بودند. تنها Q 10 ال-گلوتامیناز تحت تاثیر اندازه خاکدانه قرار نگرفت ولی مقاومت این آنزیم به غیرفعال hy;شدن در برابر افزایش دما با کاهش اندازه خاکدانه کاهش یافت. در کل، پارامترهای سینتیکی در مقایسه با پارامترهای ترمودینامیکی دارای توانایی بیشتری در انعکاس تفاوت های کاتالیتیکی ال-گلوتامیناز بین خاکدانه های مختلف بودند. در مطالعه سوم، فراوانی ژن amoAباکتری ها (AOB) و آرکیای (AOA) اکسیدکننده آمونیوم به روش Real-time PCR و پتانسیل نیتریفیکاسیون در خاکدانه های (1-4، 25/0-1 و 05/0-25/0 میلی متر) سه موقعیت شانه شیب، شیب پشتی و انتهای شیب در دو منطقه فریدون شهر و چلگرد اندازه گیری شدند. هر دو جمعیت AOB و AOA، موقعیت مکانی یکسانی را در خاکدانه های موقعیت های مختلف شیب اشغال کردند. با وجود این، نسبت AOB/AOA متفاوت در خاکدانه های با اندازه های مختلف در طول شیب نشان دهنده عملکرد نابرابر این جمعیت ها در خاکدانه های موقعیت های مختلف شیب بود. فراوانی نسبی AOA و مقدار نسبی پتانسیل نیتریفیکاسیون عموماً با مقادیر نسبی کربن آلی و نیتروژن کل در طول شیب همبستگی مثبت نشان دادند. وجود همبستگی مثبت بین فراوانی نسبی AOA و پتانسیل نیتریفیکاسیون حاکی از آن است که AOA نقش مهم تری در فرایند نیتریفیکاسیون در طول شیب این مناطق ایفا کرده است. در مطالعه چهارم، توده زنده میکروبی و فعالیت اسید و آلکالین فسفاتاز، آریل سولفاتاز، اوره آز، ال-گلوتامیناز و ال-آسپاراجیناز در 3 موقعیت قله شیب، شیب پشتی و پایه شیب واقع در دو جهت شمالی و جنوبی مکانی در چلگرد اندازه گیری شدند. توده زنده میکروبی و فعالیت آنزیم ها روی شیب شمالی بیشتر از شیب جنوبی بودند. کسر میکروبی روی شیب جنوبی بیشتر از شمالی بود. اسید و آلکالین فسفاتاز و آریل سولفاتاز از قله به سمت انتهای شیب کاهش یافتند. الگوی پراکنش اوره آز، ال-گلوتامیناز و ال-آسپاراجیناز در طول شیب به جهت شیب بستگی داشت. نتیجه آن که آنزیم های چرخه نیتروژن نسبت به سایر هیدرولازها به توپوگرافی (جهت و موقعیت شیب) وابستگی بیشتری نشان دادند. واژگان کلیدی: توپوگرافی، خاکدانه، آمیدوهیدرولازها، سینتیک، ترمودینامیک، اکسیدکنندگان آمونیو

ارتقاء امنیت وب با وف بومی