极端生物降解沥青中8,14-开环藿烷系列及其地球化学意义--以黔南坳陷凯里残余油藏中的储层沥青为例

借助色谱-质谱(GC-MS)和色谱-质谱-质谱(GC-MS-MS)分析,对黔南坳陷凯里残余油藏凯棠和洛棉剖面上储层沥青中的烃类组成进行了系统分析,以判断其所遭受生物降解作用的程度,探寻在极端降解原油中是否还存在原生生物标志物,为这类原油的油源研究开拓新的途径和方法。结果表明:凯棠剖面上的储层沥青中尽管仍可检测到较为完整的C_(19-30)三环萜烷和C_(27-35)藿烷系列,但C19-29脱甲基三环萜烷系列和C_(26-34)25-降藿烷系列丰富而完整,甾烷系列中C_(21-22)低分子量甾烷和重排甾烷优势明显,这一系列特征表明这些沥青遭受了剧烈生物降解作用的改造。但三芳甾类仍保存完好,依据原油生物降解程度的评判标准,判断其生物降解级别介于8~9级之间。洛棉剖面上的储层沥青中藿烷系列基本消失殆尽,三环萜烷系列及其脱甲基产物和25-降藿烷系列的分布因极端生物降解作用而发生显著变异,某些化合物如C_(23)T、C_(24)T、C23NTE和C_(28-29)NH成为优势成员;甾烷系列中C_(21-22)低分子量甾烷占绝对优势,三芳甾类完全消失,据此判断该剖面上沥青的生物降解级别已达到10级或更严重。由于这两个剖面上的沥青遭受了极端生物降解作用的改造,常用的甾、萜类生物标志物完全失去了实用价值。但是,在所分析的这些沥青中都检测到三个系列的C_(27-35)8,14-开环藿烷系列,它们与塔里木盆地塔中地区海相端元油中存在的同类标志物的分布特征相似。正常海相端元油和极端生物降解沥青中同时检测到这三个系列的8,14-开环藿烷,这一事实表明这类生物标志物在成因上具有原生性,而与生物降解作用无关。此外,在极端生物降解作用沥青中的完好保存,表明它们具有极强的抗生物降解能力,因而它们在此类原油的油源研究中可能具有潜在的实用价值。

地球极端生物

"极端生物"可以在一些人类惟恐避之不及的环境中茁壮成长,例如沸水、冰水、高浓度的盐水等,它们的栖息地可能在阿尔卑斯山的山麓冰川中,在北极冰冷的海水中,在深海的沉积物中,或在碱水湖泊中,它们是如何适应这样的恶劣环境以维持身体所需的呢?这些问题至今让人百思不得其解。

极端微生物及其应用研究进展

极端微生物是指在高/低温、高/低pH值、高压、高盐、高辐射等极端环境下生存的微生物。微生物对极端环境的适应性赋予了其特殊的基因与产物,因而在生物燃料、化工、食品、化妆品、环境保护、医药等各个领域具有广泛的应用。对极端微生物的研究不仅是对生命的起源与进化的追溯,也是谋求新型微生物资源或材料的有利途径。文章就极端温度、极端pH值及高盐环境中的微生物及其应用进行了综述,并对极端微生物开发过程中可能面临的挑战以及未来的研究方向进行了初步的探讨。

微生物让湖泊变色

澳大利亚的希利尔湖因为呈粉红色而成为网红景点,这种不寻常的颜色一直是个谜。美国佛蒙特大学的一个研究团队日前发表的研究表明,希利尔湖含盐量极高,约为海水含盐量的8倍,其中生存着近500种极端微生物,包括细菌、古生菌、藻类和病毒。其中大多数是嗜盐菌(极端微生物的一个亚群,能存活于高盐环境),有些嗜盐菌是色彩鲜艳的微生物,比如紫色硫磺细菌、橘红色橡胶盐细菌,以及一种名为杜氏藻的红色藻类。各种微生物混合在一起,使湖泊呈现粉色。

极端微生物:一种新型的酶资源

极端微生物具有自身独特的特点和代谢产物 ,在食品工业、化工、药用工业和环境生物技术领域都有潜在的应用。一些酶已经得到纯化 ,其基因在宿主中已成功克隆。主要介绍和讨论极端微生物的类型、基因组及极端酶类的生产、分离与应用。

极端微生物及其适应机理的研究进展

极端微生物是生物对极端环境适应的特殊种类 ,研究极端微生物的特性对探索生命的起源、微生物的育种及开发利用等具有重要意义。从嗜热微生物、嗜冷菌和耐冷菌、极端嗜酸微生物、嗜碱微生物、嗜盐微生物、嗜压微生物等方面总结了极端微生物及其适应机理的多样性以及其研究进展 ,旨在为极端微生物的开发利用提供一定的参考依据。

海洋极端环境微生物活动与油气资源关系

为了弄清海洋极端环境下微生物参与油气资源形成和演化的潜在机制,进行了现代海洋热泉和冷泉等环境中微生物类型分析和生物量估算,探讨了极端微生物活动和油气资源的潜在关系.认为海洋极端环境下微生物类型主要为细菌和古细菌,热泉微生物群落主要为异养发酵菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌等;冷泉微生物群落主要为ANME-2族的厌氧甲烷氧化古细菌、硫酸盐还原细菌和ANME-1族厌氧甲烷氧化古菌.这些极端微生物利用CH4和H2S等气体进行能量固定,有较高的生物丰度和较低的分异度,具有垂向和水平分带性,并能营生一套独特的宏体生物.极端微生物活动直接和间接地参与了油气资源的形成和改造,示踪海底油气资源的变迁.对于探索地球早期海洋微生物活动与油气资源形成,寻找地史时期或华南地史早期烃源岩具有重要理论和实践指导意义.

极端环境下的微生物及其生物地球化学作用

极端微生物是地球生物圈的重要组成部分。极端微生物的地球化学定位在微生物学与地球化学以及一些相关学科的交叉点上,最近10年已经发展成为地质生物学研究的热门领域。对极端微生物的研究不仅有助于回答生命起源、生命极限、生命本质甚至其他生命形式等生命科学问题,而且其生物地球化学作用在地球系统科学研究中具有重大科学研究价值,对揭示生物圈与地圈协同演化的奥秘、认识生命与环境相互作用规律及地球的化学演化提供重要证据。总结了嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜压菌、嗜盐菌以及抗辐射菌的主要类群,论述了极端微生物适应环境的机制,探讨了极端微生物的生物地球化学意义。作者预测未来将会在生物标志化合物研究、同位素地球化学分析和分子生物学综合研究的基础上协同推进极端微生物地球化学学科的发展。

极端微生物的研究概况

结合古细菌介绍了极端微生物的几种类型及其生理特点。

胁迫条件下极端微生物修复石油烃污染土壤研究进展

嗜冷菌、嗜盐菌、耐重金属菌、耐重油菌等极端微生物广泛存在于极地高寒、盐碱地以及存在重金属、重油等污染的毒性污染土壤中,是胁迫条件下石油烃降解与转化的重要微生物资源。文章从适应机制、降解机理、降解特性、修复实践等角度出发,综述了低温、盐碱、重金属、重油等不同胁迫条件下的石油烃污染土壤微生物修复进展。在石油烃降解机理方面,微生物细胞与油滴的附着机制尚不清楚,而生物表面活性剂的产生和作用机制已经得到了很好的研究。嗜冷菌的适冷机制与细胞膜脂类组成、冷激蛋白、冷适应蛋白、嗜冷酶、能量代谢等有关,低温(15℃)时石油烃降解效率可达70%以上。嗜盐菌具备细胞外被隔离机制和离子反向运输机制,能产生渗透压调节剂、具有独特的渗透压平衡方式,NaCl浓度为30g·L-1时石油烃的降解效率可达60%以上。石油烃降解菌对重金属的耐受机制包括生物吸附、细胞内积累、酶催化转化、生物浸出和生物矿化、氧化还原反应等过程,会影响土壤中重金属的迁移率和生物有效性,提高作物的产量和对重金属的富集。微生物吸收重油的机制包括界面张力降低、选择性堵塞、粘度降低、生物降解和润湿性改变等,对重质原油的总体降解率可达70%以上,但是对其中沥青质单一组分的历史最高生物降解率仅为48%。利用极端微生物修复极端、胁迫条件下的石油污染土壤,应加强菌种培育、未明机制探索、重油组分(沥青质和树脂)降解、风险评估、修复工艺参数优化及推广应用等工作。

极端微生物活性物质的研究进展

极端微生物具有特殊的遗传背景和代谢途径 ,能够产生各种具有特殊功能的酶类及其它活性物质 ,在医药、食品、化工、环保等领域有着重大的应用潜力。本文对重要极端微生物的生理特点及其产生的活性物质进行综述。

极端微生物产碱性蛋白酶菌株的筛选及发酵条件研究

从深海的 3 8份水样和泥样中筛选到一株产蛋白酶的菌株DY A ,其最适生长温度为1 0℃ ,能适应较大范围的pH值和盐度。此菌株只在酵母膏存在的情况下产酶 ,不利用单一氮源 ,最适产酶条件为 :pH1 0 0 ,1 0℃ ,接种量 0 5 % ,2 0 0r/min摇床培养 48～ 72h。粗酶液的最适作用温度为 40℃ ,最适pH值为 1 0 ,在pH9～ 1 2内稳定 ,是一碱性蛋白酶。

极端环境微生物源活性物质的研究进展

极端环境微生物以其特殊的生理机能适应了高温、低温、高酸碱度、高盐、高压等恶劣生存条件,独特的生存环境形成了其特有的代谢方式并能够产生许多具有特殊功能的生物活性物质,如极端酶及抗生素等,它们在医药、食品、农业、化工、环保等领域有着重要的应用前景。本文综述近年来极端环境微生物产生的极端酶及抗生素。

极端微生物——生物活性物质的新源泉

曾经被认为是"不毛之地"的极端环境,实际上却孕育着大量鲜活的微生物,它们被称为"极端微生物"。极端微生物的发现,对于研究生命起源、系统进化等方面具有重要的启示作用;对于极端微生物的生存机制研究和代谢产物的应用研究,已经使某些新的生物技术手段成为可能,改变了整个生物技术领域的面貌。

极端微生物与工业生物催化剂开发

工业催化领域对生物催化剂提出了苛刻的要求,特别是高浓度底物或产物、高离子强度、酸碱条件及其非水相催化,如何获得高效的生物催化剂是催化技术发展的关键。极端微生物是高效工业生物催化剂的重要来源,本文主要介绍从嗜热菌、嗜盐菌或耐盐菌、耐辐射微生物、耐有机溶剂等极端微生物出发发现并开发高效工业生物催化剂,可望为生物技术的进一步发展提供一个更广阔的资源。

极端嗜热微生物及其高温适应机制的研究进展

极端嗜热微生物在高温条件下生长繁殖,其必然具有适应高温环境的特殊细胞结构、基因类型以及生理生化机制。极端嗜热微生物的研究对探索生命的起源以及极端嗜热微生物的开发和应用具有重要意义。对极端嗜热微生物中细胞膜、核酸分子、蛋白质分子、代谢产物和辅酶的高温适应机制的研究进展进行了概述,旨为极端嗜热微生物以及来源于极端嗜热微生物的各种生物分子的开发和应用提供理论依据。

茅台酒酿酒极端环境与极端酿酒微生物

茅台酒独特的极端高温制曲、高温堆积发酵、高温厌氧发酵等酿酒环境长期对酿酒微生物进行驯化,各种微生物经过遗传、变异、消长和衍化等微生物群落的演替,促成了酿酒微生态环境中丰富的耐高温、耐高酸和耐高酒度等极端微生物的富集。茅台酒酿造过程中极端酿酒微生物代谢产生多种热稳定性的酶,如淀粉酶、蛋白酶、糖化酶、纤维素酶、葡萄糖甘酶、木聚糖酶、参与氧化还原反应的各种脱氢酶、磷酸烯醇丙酮酸激酶及DNA聚合酶等。各极端酿酒微生物及其代谢产生的酶系在发酵过程产生了茅台酒独特的酒体成分,赋予了茅台酒独特的风格和完美的品质。

极端微生物及在环境保护中的研究进展

在天然极端环境中生存的极端微生物,具有独特的结构、代谢类型、生理机能和遗传因子,对极端微生物的分类及其适应机理进行了描述,介绍了极端微生物在环境保护中的研究现状,并对其应用前景进行了展望。

极端微生物源抗生素的研究与开发

极端微生物具有特殊的遗传背景和代谢途径,能够产生独特结构和功能的天然活性物质,使其成为寻找新型抗生素的潜在资源。本文论述了极端微生物源抗生素研究与开发的意义和前景。