نقش نماتد Caenorhabditis elegans Maupas, 1900 (Nematoda: Rhabditida) در تعیین شاخص‌های آلودگی زیست محیطی

پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1955-25IPPC (R1)
نویسندگان
1دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم پزشکی تهران
2عضو هیات علمی
چکیده
با افزایش جمعیت، تقاضا برای منابع، به ویژه مواد غذایی افزایش می‌یابد. برای پاسخ به تقاضای روز افزون غذا، با مدیریت نامناسب خاک مانند شخم‌ورزی، استفاده مازاد از کودهای شیمیایی و آفت‌کش‌ها سلامت خاک تهدید می‌شود. بنابراین خاک‌ها به طور فزاینده‌ای در معرض تخریب، آلودگی، آسیب به خصوصیات فیزیکوشیمیایی، کاهش تنوع زیستی و بهره‌وری پایین قرار خواهند گرفت. یکی از مهمترین معیارهای توسعه کشاورزی پایدار، حفظ سلامت و ظرفیت عملکردی خاک به عنوان یک سیستم پویا، با هدف حفظ تنوع زیستی، کیفیت آب و هوا، ارتقای سلامت گیاهان، حیوانات و انسان است. ارزیابی سلامت خاک به شاخص‌های فیزیکی، شیمیایی و زیستی آن بستگی دارد. شاخص-های زیستی شامل بخش میکروبی و ماکروسکوپی است. نماتدها فراوان-ترین و متنوع‌ترین جانوران هستند و حساسیت آنها به آلاینده‌ها و تغییرات محیطی متفاوت است. جوامع نماتدی به عنوان یکی از مهمترین نشانگرهای زیستی خاک، با تغییر در شاخص‌هایی مانند فراوانی، تنوع، تغییرات جمعیتی و اثرات بیولوژیکی، منعکس کننده وضعیت سلامت خاک هستند. نماتدهای آزادزی و انگل گیاهی نشانگرهای اکولوژیکی موثری هستند که با تأثیر در چرخه مواد غذایی نقش مهمی به عنوان مصرف‌کنندگان در سطوح مختلف زنجیره غذایی اکوسیستم‌های آبی و خاکی ایفا می‌کنند. عملیات زراعی، خاک‌ورزی، مدیریت نامناسب تغذیه خاک بر جمعیت نماتدهای خاک تأثیر می-گذارند. بنابراین هر گونه تغییر در جوامع نماتدی، هشداری برای تهدید سلامت خاک محسوب می‌گردد. نماتدهای خاک با تأثیر بر محیط و ارگانیسم‌های خاک و رشد گیاهان، در چرخه مواد غذایی، انتقال انرژی و چرخه کربن جهانی خاک نیز نقش دارند. برخی از نماتدهای آزاد مانند Caenorhabditis elegans به عنوان مدل زیستی برای ارزیابی وضعیت سلامت خاک مورد استفاده قرار می‌گیرند. از مزایای مهم این گونه می‌توان به طول عمر کوتاه، تکثیر ساده و ارزان، در دسترس بودن توالی ژنوم کامل و دسترسی به بسیاری از جدایه‌های تغییریافته ژنتیکی، پاسخ سریع به تغییرات محیطی به خصوص سموم شیمیایی و آلاینده‌های خاک اشاره کرد. عوامل فیزیکی، شیمیایی و زیستی بر رشد، تولیدمثل و حرکت C. elegans تأثیر می‌گذارند. در ادامه‌ی این مقاله مروری به بررسی بیشتر انواع سنجش زیستی برای ارزیابی سمیت زیست محیطی خاک پرداخته‌می‌شود. استفاده از مدل C. elegans برای پرداختن به مسائل کشاورزی و اکولوژیکی در آغاز راه است. در این مطالعه، پاسخ‌های C. elegans به آلودگی‌های شیمیایی خاک در مطالعاتی که تاکنون انجام شده تدوین و ارائه شده است.
کلیدواژه ها
 
Title
The role of the nematode Caenorhabditis elegans Maupas, 1900 (Nematoda: Rhabditida) in determining environmental pollution indicators
Authors
Mahnoosh Adabnezhad, Mobina Fathiazar, Hosein Modabber Vanaghi, Farahnaz Jahanshahi Afshar
Abstract
The demand for resources, especially food, increases with population growth. To respond to the increasing demand for food, soil health is threatened by improper soil management practices such as plowing, excessive use of chemical fertilizers and pesticides. Therefore, soils will be increasingly exposed to degradation, pollution, physicochemical properties deterioration, biological diversity reduction and low productivity. One of the most important criteria for sustainable agricultural development is maintaining the health and functional capacity of the soil as a dynamic system, with the aim of maintaining biodiversity, water and air quality, and improving the health of plants, animals and humans. Assessment of soil health depends on its physical, chemical and biological indicators. Biological indicators include the microbial and macroscopic part. Nematodes are the most abundant and diverse animals and their sensitivity to pollutants and environmental changes is different. Nematode communities, as one of the most important soil biomarkers, reflect the state of soil health with changes in indicators such as abundance, diversity, population changes, and biological effects. Both free-living and plant parasitic nematodes are effective ecological markers that play an important role as consumers at different levels of the food chain of aquatic and terrestrial ecosystems by influencing the food cycle. Agricultural operations, tillage, improper management of soil nutrition affect the population of soil nematodes. Therefore, any change in nematode communities is considered a warning to threaten soil health. By affecting the environment and soil organisms and plant growth, soil nematodes also play a role in the food cycle, energy transfer and global soil carbon cycle. Some free-living nematodes such as Caenorhabditis elegans are used as biological models to evaluate soil health status. The important advantages of this species are its short lifespan, simple and cheap propagation, availability of complete genome sequence and access to many genetically modified isolates, quick response to environmental changes, especially chemical toxins and soil pollutants. Physical, chemical and biological factors affect the growth, reproduction and movement of C. elegans. In this review, more types of bioassays to evaluate the environmental toxicity of soil will be discussed. The use of the C. elegans model to address agricultural and ecological issues is at the beginning. Analysis of nematode population fluctuations provides a potential tool for soil food web management. In this study, the responses of C. elegans to soil chemical pollution in the studies that have been done so far are compiled and presented.
Keywords
Indicators, soil health, model nematode