产甲烷条件下高效烃降解菌群的人工构建

本研究以大港油田埕海一区油层采出液为研究对象,用不同的培养基分别进行发酵型细菌和产甲烷古菌的分离。通过两种不同的培养方式,人工模拟油藏环境中产甲烷条件下的烃降解过程。不断跟踪监测整个烃降解过程中小分子有机酸的含量和甲烷生成量。培养八个月之后,采用PCR-DGGE技术对烃降解培养物进行菌群解析。 本研究最终分离到以HL-3为代表的多株发酵菌和以DL-7为代表的三株氢营养型产甲烷古菌;测序得到数十条细菌和古菌的16S rRNA V3区的片段。菌株HL-3温度生长范围40℃—75℃(最适温度60℃);pH范围5.0—8.0(最适pH 6.5);NaCl浓度范围0%—3.2%(最适NaCl浓度0.25%)。菌株HL-3能够利用葡萄糖、核糖、甘露糖、木糖、纤维二糖等多种碳水化合物,发酵葡萄糖的产物是乙醇、乙酸、CO2及少量丙酸和丁醇。菌株HL-3的(G+C)mol%含量为33.9%,与T.uzonensis DSM18761T(EF530067)的16SrRNA序列相似性为98.8%,与T.sulfurigignens DSM17917T(AF234164)的相似度次之为98.1%。菌株HL-3能够耐受浓度较高的亚硫酸根(0.1 mol/L)离子和浓度极高的硫代硫酸根(0.8 mol/L)。当硫代硫酸根浓度高于0.075 mol/L时,菌体内产生硫单质颗粒;同时,在培养血清瓶顶空中检测到硫化氢气体。嗜热自养产甲烷杆菌DL-7只能够利用H2 /CO2生长,不利用甲酸、甲醇、三甲胺、乙酸和二级醇类;最适生长温度60℃;最适盐浓度0.8g/L ;最适pH为7.0-7.5;只有在添加酵母粉的培养基中才可以生长。菌株DL-7与标准株M. marburgensis DSM2133T(X15364)的16S rRNA基因序列相似性为99.7%。16S rRNA V3区的片段测序结果显示,高温油藏微生物菌群中存在丰富的嗜热厌氧杆菌和氢营养型产甲烷古菌;互营菌是油藏产甲烷条件下烃降解代谢中不可或缺的一类菌。