烴類厭氧降解過程中互營細菌的分布特征和系統(tǒng)發(fā)育研究.pdf

1、本研究以石油烴厭氧降解產(chǎn)甲烷條件下730天的厭氧富集物為接種源,以丁酸鹽或乙酸鹽為唯一碳源,通過添加或不添加外源產(chǎn)甲烷古菌的方式在實驗室條件下模擬乙酸鹽、丁酸鹽產(chǎn)甲烷條件下互營降解的生物學(xué)過程。采用顯微觀察、氣相色譜及離子色譜檢測、PCR-DGGE變性梯度凝膠電泳、qPCR等多種技術(shù)手段,檢測富集樣品在不同條件下、不同代次間菌群的生長狀況及群落結(jié)構(gòu)變化。同時,本課題還對兩株分別分離自油污土和油藏采出液的厭氧純培養(yǎng)物進行了形態(tài)學(xué)觀察、生理

2、生化鑒定和系統(tǒng)發(fā)育學(xué)研究。
　　 研究結(jié)果如下:(1)從生理生化特性,顯微觀察及RCR-DGGE實驗結(jié)果得知乙酸及丁酸互營富集體系富集成功,這將推動難降解化合物降解機制的研究,同時這是國內(nèi)首次利用石油烴厭氧降解富集物為接種源構(gòu)建的厭氧互營丁酸、乙酸富集體系；(2)具有互營代謝能力的細菌存在于互營共聚體中,互營共聚體在不同富集條件、不同代次間群落結(jié)構(gòu)差異較大；(3)顯微觀察結(jié)果顯示,互營共聚體中同時存在產(chǎn)甲烷古菌和發(fā)酵性細菌,MA

3、、MB、SⅠ、SⅢ四種共聚體經(jīng)不斷傳代(傳至第四代)產(chǎn)甲烷古菌和發(fā)酵性細菌形成各自特有的共聚體結(jié)構(gòu)；(4)60℃產(chǎn)甲烷條件下的共培養(yǎng)物對乙酸鹽的降解速率要大于對丁酸鹽的降解速率,添加外源產(chǎn)甲烷古菌的互營丁酸鹽富集培養(yǎng)物經(jīng)不斷傳代后縮短了丁酸鹽降解的啟動時間,增強了其產(chǎn)甲烷的能力,但互營乙酸鹽富集培養(yǎng)物的實驗結(jié)果與之相反,未添加外源產(chǎn)甲烷古菌的富集培養(yǎng)物對乙酸鹽的降解速率比添加外源產(chǎn)甲烷古菌的富集培養(yǎng)物降解速率要快,這可能與產(chǎn)甲烷古菌與發(fā)

4、酵性細菌形成的聚集體結(jié)構(gòu)有關(guān)；特定互營富集培養(yǎng)物降解特定酸所需時間較長,這一實驗現(xiàn)象與互營共聚體生長代謝緩慢的特性相吻合；(5)菌株xyl-d分離自勝利油田油層采出液,經(jīng)鑒定為嗜熱厭氧桿菌屬(Thermoanaerobacter),耐酸(pH生長范圍為3.0-10.0)、嗜熱(最適生長溫度為65℃)、高效降解D-木糖(最適菌體生長條件下對D-木糖的降解率為91.37％),產(chǎn)物以乙醇為主,且副產(chǎn)物較少(最適生長條件下乙醇／乙酸摩爾量之比為

5、46:1),這為構(gòu)建高產(chǎn)乙醇的工程菌株提供了菌種資源；(6)菌株MH5分離自勝利油田石油烴污染土壤,經(jīng)鑒定為紫單胞菌科(Porphyromonadaceae)的新種,與Proteiniphilum acetatigenesT16S rRNA序列相似性最高,為94.0％。這是國內(nèi)首次從油藏中獲得Proteiniphilum的新種。對xyl-d和MH5的研究不僅為我們認識油藏微生物菌群構(gòu)成提供了新的理論依據(jù),而且也為我國油藏微生物資源庫提供