تاثیر موقعیت شیب بر توزیع فعالیت، ثابت های سینتیکی و ترمودینامیکی آمیدوهیدرولازها و فراوانی ذخایر ژن amoa در خاکدانه ها

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، 0/5-1، 0/25-0/5 و 0/50-0/25 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. در مطالعه دوم، پارامترهای سینتیکی (vmax و km) و ترمودینامیکی (ea و q10) ال-گلوتامیناز در خاکدانه های (1-4، 0/25-1 و 0/50-0/25 میلی متر) سه موقعیت شانه شیب، شیب پشتی و انتهای شیب منطقه چلگرد بررسی گردید. مقادیر vmax و km از موقعیت شانه شیب به سمت انتهای شیب کاهش در حالی که مقادیر ea و q10 افزایش یافتند. کربن آلی، نیتروژن کل و رس خاکدانه ها در طول شیب با پارامترهای سینتیکی و ترمودینامیکی ال-گلوتامیناز مرتبط بودند. تنها q10 ال-گلوتامیناز تحت تاثیر اندازه خاکدانه قرار نگرفت ولی مقاومت این آنزیم به غیرفعال شدن در برابر افزایش دما با کاهش اندازه خاکدانه کاهش یافت. 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، 0/25-1 و 0/50-0/25 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.