嗜热地衣芽孢杆菌特性的研究、改良及初步应用研究

摘要

黄原胶具有良好的流变性、乳化稳定性、悬浮性、兼容性及增粘性，在原油开采中常被用作驱替剂，以提高钻井、完井、调剖堵水及三次采油等过程中的采油率。在实际应用过程中发现，使用黄原胶后加大了后续处理工艺的难度，因此，有效地降解黄原胶是石油开采的重要工序。本研究以课题组前期鉴定的一株具有降解黄原胶能力的嗜热地衣芽孢杆菌HT-1为材料，对其进行紫外微波复合诱变，测定复合诱变菌株温度耐受性、pH耐受性以及对黄原胶的降解能力，并与原始菌株进行比较。最后，对复合诱变菌株的应用进行初步探索。本研究对后续黄原胶生物降解法以及黄原胶在石油工业的应用提供一定的参考依据。主要研究结果如下:
　　原始菌株HT-1菌株的最适生长条件:温度50℃，pH7.5，0.1％的黄原胶，1％的葡萄糖（碳源），1％的酵母粉（氮源）;最适黄原胶降解条件:0.3％黄原胶作为唯一碳源和氮源，温度50℃，pH7.5。
　　对原始菌株HT-1进行紫外诱变，选取一株较好的诱变菌株，命名为HT1UV-3，其对黄原胶的降粘率达到了35.79％，较原始菌株提高了14.42％。随后，对筛选得到的HT1UV-3突变株进行微波诱变，最终得到5株突变型菌株HT1UM3-1、HT1UM3-2、HT1UM3-3、HT1UM3-4、HT1UM3-5。温度耐受方面，5株突变菌株耐高温性能较原始菌株明显提高，其中HT1UM3-3菌株的最适生长温度趋于55℃;pH耐受方面，复合诱变菌株与原始菌株无明显差别;黄原胶降解方面，5株突变菌株的黄原胶降解能力较原始菌株均有提高，其中HT1UM3-5菌株的降粘率最高，达到42.02％，较原始菌株提高了20.70％。
　　在原油环境下，对原始菌株和复合诱变菌株的存活情况与黄原胶降解能力进行探索。结果显示，不同原油浓度下，原始菌株和复合诱变菌株对原油的耐受程度都不高，半数致死率均在0.5g/L;在0.5g/L原油浓度下，原始菌株和复合诱变菌株对黄原胶降解能力均较差，原始菌株降粘率趋近于0％，复合诱变菌株降粘率约7.5％。
　　探究原始菌株和复合诱变菌株对瓜尔胶、田箐胶、卡拉胶三种胶的降解能力。结果表明，对瓜尔胶的降解上，所有菌株降解能力微弱，最大降粘率不超过4％;对田箐胶的降解上，HT1UM3-1、HT1UM3-2、HT1UM3-4、HT1UM3-5的降解能力略高于原始菌株，降粘率在5％-8％之间;对卡拉胶的降解上，复合诱变菌株的降解能力显著高于原始菌株，降粘率在10％-12％之间，较原始菌株提高了约60％。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 油田开采概述

1．2 黄原胶研究进展

1．2．1 黄原胶的结构

1．2．2 黄原胶的性能

1．2．3 黄原胶的应用

1．2．4 黄原胶的生产

1．2．5 黄原胶降解的意义及在石油开采中的重要性

1．3 嗜热菌

1．3．1 嗜极生物

1．3．2 嗜热菌简述及分类

1．4 地衣芽孢杆菌的研究进展与应用

1．5 菌种改良的主要途径

1．5．1 紫外诱变

1．5．2 微波诱变

1．5．3 离子束诱变

1．5．4 碱基类似物

1．5．5 复合诱变

1．6 瓜尔胶、卡拉胶、田菁胶的简述

1．6．1 瓜尔胶

1．6．2 卡拉胶

1．6．3 田箐胶

1．7 研究意义

1．8 主要研究内容与技术路线

1．8．1 本论文的主要研究内容

1．8．2 本文研究的技术路线

第二章 HT-1黄原胶降解功能分析

2．1 试验材料

2．1．1 菌株

2．1．2 主要仪器

2．2 试验方法

2．2．1 实验主要试剂配制

2．2．2 黄原胶降粘率的测定

2．2．3 HT-1菌种活化

2．2．4 黄原胶浓度对HT-1的生长情况及降粘率测定

2．2．5 HT-1最适生长温度测定

2．2．6 HT-1最适生长pH测定

2．2．8 氮源对HT-1生长影响及降粘率影响测定

2．2．9 HT-1不同温度下降粘率的初步测定

2．3 实验结果

2．3．1 菌种活化

2．3．2 黄原胶浓度对HT-1生长影响及降粘率影响

2．3．3 温度对HT-1生长影响

2．3．4 pH对HT-1生长影响

2．3．5 碳源对HT-1生长影响及降粘率影响

2．3．6 氮源对HT-1生长影响及降粘率影响

2．3．7 HT-1不同温度下降粘率初步测定

2．4 本章小结

第三章 利用复合诱变提高HT-1的耐热性

3．1 实验材料

3．1．1 菌株

3．1．2 实验主要仪器

3．1．3 实验主要试剂配制

3．1．4 黄原胶降粘率的测定

3．2 实验方法

3．2．1 菌种活化

3．2．2 制备菌悬液

3．2．3 紫外诱变剂量的确定方法

3．2．4 紫外诱变

3．2．5 微波诱变剂量的确定方法

3．2．6 微波诱变

3．2．7 遗传稳定性测试

3．3 结果讨论

3．3．1 紫外诱变剂量的确定

3．3．2 紫外诱变菌种的筛选结果

3．3．3 微波诱变时间的确定

3．3．4 微波诱变菌种的筛选结果

3．3．5 遗传稳定性测试

3．4 本章小结

第四章 改良菌株的原油耐受性及其他多糖胶的降解能力分析

4．1 实验材料

4．1．1 菌株

4．1．2 实验试剂

4．2 实验方法

4．2．1 菌种的活化

4．2．2 制备菌悬液

4．2．3 不同菌株对原油耐受性的测定

4．2．4 不同菌株在原油环境下对黄原胶的降解

4．2．5 不同菌株对三种胶的降解能力测定

4．2．6 不同菌株对三种胶的降粘率测定

4．3 结果讨论

4．3．1 不同菌株对原油耐受性的测定

4．3．2 不同菌株在原油环境下对黄原胶的降解

4．3．3 不同菌株对三种胶的降解能力测定

4．3．4 不同菌株对三种胶的降粘率测定

4．4 本章小结

5．1 结论

5．2 创新点

5．3 展望

参考文献

致谢