石油烃厌氧生物降解过程中的产甲烷古菌研究

摘要

本文主要以胜利油田罗801区块的油井采出水为例,研究石油烃厌氧降解产甲烷过程中关键的功能微生物类群-产甲烷古菌.研究成果如下: 1.分离纯化8株氢营养型产甲烷古菌(编号:CC-1,CC-2,CC-3,ZC-2,ZC-3,ZC-4,ZC-5,ZC-6)和一株甲基营养型产甲烷古菌(ZC-1).16S rDNA序列系统发育学分析发现菌株CC-1与海沼甲烷球菌(Methanococcus maripaludis)相似性最高(100﹪);菌株CC-3与短小甲烷卵圆形菌(Methanocalculuspumilus)相似性最高(99﹪);菌株ZC-2,3,6之间的相似性都在99﹪以上,它们与棕榈油甲烷袋状菌(Methanoculleuspalmaeoli)的相似性最高(97.4-97.6﹪);菌株ZC-1与竹节状甲烷鬃毛菌(Methanosaeta harundinacea)相似性最高(90.6﹪).以MCR α亚基作为研究产甲烷古菌系统进化的分子指标发现菌株ZC-1与嗜热甲烷鬃毛菌(M.thermophila)的相似性最高(76.6﹪). 2.菌株ZC-1也是目前已知的生长温度最高(70℃)的甲基营养型产甲烷古菌,依据菌株ZC-1的生理生化和分子生物学特征把它命名为胜利甲烷嗜热微球菌新属新种(Methanothermomicrococcus shengliense gen.nov, sp.nov). 3.以油井采出水为接种物富集培养,获得了稳定的氢营养型和甲基营养型产甲烷古菌富集培养物,没有获得稳定的乙酸营养型产甲烷古菌富集培养物.以原油为唯一碳源富集培养,55℃富集培养半年后有甲烷产生,产生的甲烷碳同位素值接近传统观点认为的生物成因甲烷;原油饱和烃色谱图中有明显的

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究目的和意义

1.2.1石油烃厌氧生物降解过程中产甲烷古菌的功能和作用

1.2.2石油烃厌氧生物降解产甲烷的生物模拟实验

1.3国内外研究现状

1.3.1导言

1.3.2油藏中不同生理类群的厌氧微生物研究进展

1.3.3油藏微生物分子生态学研究进展

1.3.4厌氧石油烃生物降解的研究进展

第二章产甲烷古菌的分离、纯化和菌株ZC-1的鉴定

2.1样品采集地的油藏地质特征

2.2试验技术和方法

2.2.1样品采集

2.2.2样品中产甲烷古菌的富集培养

2.2.3分离纯化

2.2.4纯度鉴定

2.2.5形态学研究

2.2.6生理生化鉴定

2.2.7基因组G+C摩尔含量的测定

2.2.8 16S rDNA序列和mcrA基因序列的扩增、测序与系统发育学研究

2.3试验结果

2.3.1富集纯化

2.3.2菌株ZC-1的形态学特征

2.3.3菌株ZC-1的生理生化特征

2.3.4菌株ZC-1的基因组G+C摩尔百分含量

2.3.5菌株ZC-1的系统发育学分析结果

2.4讨论

2.4.1甲基营养型产甲烷古菌的分类学研究

2.4.2甲基营养型产甲烷古菌的生态学功能研究

2.4.3 MCR α作为产甲烷古菌系统发育学研究的分子指标

第三章石油烃厌氧富集产甲烷初步模拟试验

3.1试验目的

3.2试验材料和方法

3.2.1样品来源

3.2.2技术和方法

3.3结果

3.3.1不同营养类型产甲烷古菌的富集培养

3.3.2石油烃在厌氧条件下的降解及产甲烷能力

3.4讨论

3.4.1乙酸营养型产甲烷古菌在油藏中的分布

3.4.2石油烃降解产甲烷初步模拟试验

第四章全文结论、工作不足与展望

4.1全文结论

4.1.1油藏中产甲烷古菌的富集与分离纯化

4.1.2菌株ZC-1的生理生化特征研究及系统发育学分析

4.1.3原油降解产甲烷模拟试验

4.2工作不足与展望

4.2.1没有进一步研究乙酸营养型产甲烷古菌在油藏中的分布

4.2.2没有获得厌氧烃降解菌的纯培养物

4.2.3没有研究油藏中甲基营养型产甲烷古菌的生态学功能

参考文献

附录

致谢

作者简历