利用宏基因组学技术分析煤层水中细菌多样性

煤层气是一种重要的能源资源,有生物成因和热成因两种类型。生物成因煤层气是在煤层微生物的作用下形成的。本研究通过向煤层气井中注入培养基,采用宏基因组学技术对煤层水中细菌菌群的组成多样性进行分析。结果表明,在培养基注入前后,煤层水中微生物均具有较丰富的多样性,注入前丛毛单胞菌科、甲基球菌科、假单胞菌科、鞘氨醇单胞菌科和嗜甲基菌科的微生物为优势菌种。注入3个月后,优势菌种主要为链球菌科、丛毛单胞菌科、嗜甲基菌科和红环菌科。注入6个月后,红环菌科和甲基球菌科的丰度最高。主成分分析显示,红环菌科、甲基球菌科、弯曲杆菌科、鞘氨醇单胞菌科、假单胞菌科、丛毛单胞菌科、嗜甲基菌科和链球菌科8个科的微生物对生物成气过程有重要影响。细菌菌群的ɑ多样性从chao1、ACE、Shannon、npS hannon和Simpson指数进行分析,结果显示,培养基的注入能显著增加物种的多样性。本研究结果为解析煤层生物成气过程中微生物的动态变化提供了依据。     

基于mcrA基因的沁水盆地煤层气田产甲烷菌群与途径分析

【目的】分析沁水盆地煤层气田不同煤层气井产出水样中产甲烷菌群和生物成因气的生成途径。【方法】以甲基辅酶M还原酶基因(mcr A)作为目标基因,采用454焦磷酸高通量测序方法,同时比对NCBI功能基因文库中的mcr A序列,分析不同煤层气井产出水中的产甲烷菌群。【结果】高通量测序表明,5个出水样产甲烷菌群OTUs(Operational taxonomic units)数为64–157个,共有的为22个,各占样品总数14%-34%;样品共检测到4种已知菌属,即甲烷杆菌属(Methanobacterium)、甲烷微菌属(Methanomicrobium)、甲烷叶菌属(Methanolobus)和甲烷螺菌属(Methanospirillum),优势菌属均为Methanobacterium。系统发育分析表明,未明确地位的菌属主要与Methanobacterium、Methanomicrobium、产甲烷球菌属(Methanococcus)和甲烷囊菌属(Methanoculleus)有较近的亲缘关系。5个样品中菌属所占比例不同,检测到的菌属类别大致相同。所有检测样品生物成因煤层气(Coalbed methane,CBM)的生成途径主要为氢营养型产甲烷途径。【结论】沁水盆地不同煤层气田产甲烷菌群菌种差异比较大,但生物成因气生成途径基本相似,与地理位置和煤藏条件没有相关性。     

不同煤阶生物成因煤层气微生物群落的功能及多样性研究进展

生物成因煤层气是煤层气形成的主要途径之一,在各种煤阶的煤层气田中均发现有生物成因煤层气。高通量测序技术、宏基因组学等高新技术的应用逐步揭示了生物成因煤层气微生物群落的组成及多样性,为揭示煤层气资源的微生物生成机理提供了理论依据。本文综述了近年来国内外针对不同煤阶条件下微生物群落结构及多样性方面的研究进展,总结了煤层气生物成因过程中主要微生物的功能及产气途径,并探讨了生物成因煤层气领域的研究前景。