کاربرد روش PCR-DGGE در مطالعه ی اثر فعالیت های زراعی بر جوامع میکروبی خاک

کشاورزی فشرده سبب کاهش حاصلخیزی خاک شده و اثرهای زیان باری بر سلامت انسان و محیط زیست داشته است؛ بنابراین، استفاده از شیوه های کشاورزی کم نهاده و سازگار با محیط زیست نظیر کشاورزی پایدار برای رسیدن به پایداری لازم جهت تامین مواد غذایی، ضروری است. از راهبردهای مهم کشاورزی پایدار، حفظ و تقویت جوامع میکروبی مفید موجود در خاک است. این موجودات با فعالیت های گوناگون خود (نظیر تجزیه بقایا، معدنی نمودن و تثبیت مواد غذایی برای رشد گیاه، تولید هورمون های گیاهی، تجزیه آلاینده ها، تقویت رشد گیاه و مهار زیستی بیمارگرهای گیاهی)، نقش های بسیار مهمی در عملکرد و پایداری بوم نظام های خشکیزی ایفا می کنند. شناخت عوامل موثر بر این جوامع، به ویژه شیوه های مختلف مدیریت زمین های کشاورزی، کمک می کند تا آن ها را به سمت بهبود حاصلخیزی خاک، رشد و سلامت مطلوب گیاه و افزایش بهره وری و ثبات بوم نظام های کشاورزی مدیریت نماییم. برای انتخاب مناسب ترین روش های کشاورزی که موجب حفظ تنوع و تقویت جوامع میکروبی مفید خاک می شوند و نیز اجتناب از اقداماتی که نابودی و کاهش تنوع میکروارگانیسم های آن را به دنبال دارند، به روش هایی سریع، قابل اعتماد، حساس و اختصاصی نیاز است که اطلاعات جامعی در مورد اثر فعالیت های زراعی مختلف بر ساختار و تنوع این جوامع از جمله بخش غیر قابل کشت آن ارائه نمایند. در میان تکنیک های مولکولی، روش های بر پایه واکنش زنجیره ای پلیمراز به طور گسترده برای بررسی تنوع و ساختار میکروارگانیسم های خاک مورد استفاده قرار گرفته اند و polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE)، یکی از شناخته شده ترین و پرکاربردترین این روش ها به شمار می آید. بیش از دو دهه است که روش PCR-DGGE، با موفقیت برای بررسی اثر عملیات زراعی مختلف بر تنوع و ساختار میکروارگانیسم های موجود در خاک های مختلف یا در یک خاک تحت مدیریت های زراعی مختلف به کار رفته است. با وجود در دسترس بودن نسل جدید فن آوری های توالی یابی دارای توان بالا در مطالعه جوامع میکروبی خاک، روش PCR-DGGE به دلیل مزیت های مختلف و نیاز به زحمت، هزینه و زمان کمتر و ارائه فوری مولفه ها به دو صورت کیفی و نیمه کمی، هم چنان روشی مهم برای بررسی تاثیر اقدامات و مدیریت های مختلف کشاورزی بر جوامع میکروبی به شمار می آید. با کمک یافته های حاصل از این تکنیک می توان بهترین روش های مدیریتی را در کشاورزی انتخاب کرد و راه را برای تحقق کشاورزی پایدار و امنیت تامین مواد غذایی هموار نمود. در این نوشته به برخی منابع و پژوهش هایی که در آن ها از قابلیت PCR-DGGE جهت بررسی تاثیر مدیریت های کشاورزی و فعالیت های زراعی گوناگون بر ترکیب و تنوع جوامع میکروبی خاک استفاده شده و نیز بخشی از نتایج حاصل از آن ها اشاره گردیده است. همچنین ویژگی ها، مزیت ها، محدودیت ها و اصول انجام این روش ذکر شده اند.

Keywords:

کشاورزی پایدار , میکروارگانیسم ها , ساختار جامعه , تنوع , بوم نظام