厌氧生境体系中产氢产乙酸细菌的FISH定量解析

产氢产乙酸细菌是一类在有机物厌氧降解过程中起重要作用的细菌。以基于16S rRNA序列设计的特异性寡核苷酸探针为基础,优化FISH实验条件,确定该技术检测产氢产乙酸细菌的实验条件为样品固定19h、乙醇脱水5min,杂交缓冲液中甲酰胺浓度55%。运用建立的FISH技术检测了几种厌氧消化体系中产氢产乙酸细菌的数量,并与用传统MPN方法的结果进行了比较。结果表明,产氢产乙酸细菌分布广泛,废水处理UASB反应器和动物消化道,特别是反刍动物瘤胃中的产氢产乙酸细菌数量较高,其丰度分别为1.70×109 cells/mL样品,6.50×108 cells/mL样品。湖底沉积物中产氢产乙酸细菌数量较少,仅占整个微生物群落的0.4%,含量为1.20×108 cells/mL样品。     

气态烃诱导下油气微生物数量及功能基因变化特征

【目的】烃类渗漏是地球化学循环中的自然垂直运移现象。油气微生物勘探技术就是通过检测油气微生物在烃类渗漏条件下形成的异常特征进而预测下伏油气藏。然而,上浮烃类比重小,使得油气微生物丰度小,缺乏对油气藏地表烃类与油气微生物的深入认识。【方法】本研究在人工模拟环境下,采用培养法和定量PCR对油气微生物数量和油气功能基因的变化特征进行研究。【结果】人工模拟的不同渗漏环境,在一定的驯化培养周期下分别考察甲烷氧化菌和丁烷氧化菌数量变化特征,甲烷氧化菌与丁烷氧化菌在不同烃源中呈现不同的发育情况;同时,在气态烃高浓度阳性对照和微渗漏条件下,油气指示基因pmo A与bom X基因丰度呈现增长现象,然而经过吹脱实验基因丰度仍能指示出曾经发育的油气微生物,在油气微生物勘探检测分析时间尺度上精度高于数量水平的检测。【结论】本研究考察了土壤中油气微生物的数量和功能基因变化特征,为烃类渗漏与油气微生物之间的相关性研究奠定了基础,为油气微生物勘探提供直接实验依据。     

顺北典型油气藏上方土壤甲烷氧化菌菌群特征及其勘探意义

【目的】甲烷氧化细菌(MOB)长期以来一直被用作石油和天然气勘探的重要油气指示菌,其仅能利用甲烷作为唯一碳源。根据甲烷氧化菌菌群特征结合地质剖面可以较好地预测深部油气藏,为石油勘探提供良好的数据支撑。由于传统平板培养法只能针对可培养甲烷氧化菌,方法具有一定局限性。【方法】本文采用分子生物学技术结合地球化学烃类指标研究了顺北典型油气藏上方土壤中甲烷氧化菌的分布。【结果】研究结果显示,油气田上方pmoA基因拷贝数与酸解烃含量具有一定的正相关性,且油气区比背景区高0.5–2个数量级。16SrRNA基因高通量测序和pmoA基因的克隆文库结果显示顺北油藏上方土壤中甲烷氧化菌主要以I型为主,水平剖面中甲烷氧化菌随着离油田距离增加存在I型向II型演变的现象,且Methylomonassp.在背景区与油气区的丰度有较大差异,具有良好的油气指示潜力。【结论】综上所述,长期微渗透过程中甲烷氧化菌(MOB)的菌群特征对预测深层油藏具有一定的指示作用,结合地质剖面和地表烃类可以有效预测有利油藏区域。     

油气微生物勘探机理及应用

【目的】微生物油气勘探技术是基于油气藏的轻烃微渗漏原理衍生的地表勘探技术。油气藏中的轻烃部分(C1-C5)以微渗漏的方式通过上覆的沉积层,在近地表土壤中诱导专门利用轻烃的微生物繁殖与生长,油气区的微生物种类与浓度有别于下伏没有油气藏的地区。通过分析微生物的浓度异常特征,对油气富集区及油气藏进行研究和预测。【方法】在人工模拟条件下研究油气微生物数量和群落异常特征,在此基础上,以海相碳酸盐岩气田普光气田为研究对象,进一步开展微生物勘探研究,鉴定油气藏上方气态烃氧化过程的微生物驱动者,提取土壤中的微生物异常信息。【结果】人工模拟条件下发现Lacibacter cauensis、Methylococcaceae、Methylophilaceae与甲烷气体培养正相关(气指示菌),而未培养的硫氧化微生物等则与丁烷培养正相关(油指示菌)。【结论】进一步在普光气田原位研究中进行验证,发现地表油气微生物数量和群落异常与油气藏有较好的关联性;与油气化探指标对比后发现,油气藏上方微生物正异常和轻烃负异常具有较为明显的互补关系。本研究深化了对典型油气藏上方气态烃氧化微生物转化机制的认识,为油气微生物勘探技术提供理论与实践依据。     

污泥厌氧消化产酸发酵过程中乙酸累积机制

[目的]研究污泥厌氧消化产挥发性脂肪酸(VFA)过程中的有机物碳流的转化机制,阐明乙酸累积机理。[方法]研究溴乙烷磺酸盐(BES)和氯仿(CHCl3)抑制模型下中间代谢产物和气体的累积,检测各产乙酸功能菌群数量,推断污泥产酸发酵过程中的有机物碳流方向和乙酸累积机理。[结果]BES模型乙酸浓度达27 mmol/L,fhs基因拷贝数比对照组高2-3倍,产氢产乙酸菌略有下降。CHCl3模型乙酸浓度达22 mmol/L,fhs基因拷贝数比BES组低一个数量级,产氢产乙酸菌下降明显。[结论]BES特异性较高,除产甲烷菌外对其他厌氧产酸细菌没有影响,乙酸浓度增加并且其主要来源于水解发酵产酸以及同型产乙酸过程。氯仿除抑制产甲烷菌外,对同型乙酸菌和产氢产乙酸菌也有强烈的抑制作用。     

分子生物学技术在生物修复中的应用研究进展

随着分子生物学技术如分子杂交、PCR、电泳技术等的发展,微生物学研究领域发生了深刻的变革,灵敏的检测和精确的细菌鉴定成为可能.微生物分子生态学作为分子生物学与微生物生态学交叉而形成的学科,在生物修复方面得到广泛应用.从分子生物学实验技术角度综述了各种微生物分子生物学技术在生物修复中的应用研究情况.