黄河上游梯级水库沉积物甲烷氧化菌丰度和群落结构特征

甲烷氧化菌(Methanotrophs)是一类可以利用甲烷(CH_(4))作为唯一碳源和能源的细菌,在生态系统碳循环过程中起着重要的作用。为探究黄河上游梯级水库沉积物甲烷氧化菌的群落组成、基因丰度及其影响因素,以黄河上游大河家至龙羊峡段的10座梯级水库为研究对象,通过甲烷氧化菌功能基因(pmo A)高通量测序和实时荧光定量PCR研究黄河上游不同水文期(枯水期、丰水期)和不同库龄(高库龄、低库龄)梯级水库沉积物中甲烷氧化菌的群落组成和基因丰度,利用“rdacca.hp”包及FAPROTAX功能预测分析甲烷氧化菌的影响因素和生态功能。结果表明,1)黄河上游梯级水库沉积物相对丰度排名前3的甲烷氧化菌属分别为甲基孢囊菌属(Methylocystis,22.70%)、甲基杆菌属(Methylobacter,19.00%)和甲基暖菌属(Methylocaldum,7.17%);甲烷氧化菌α多样性和β多样性均表现为丰水期高于枯水期(p<0.05),二者在不同库龄之间差异性不显著(p>0.05)。2)甲烷氧化菌的pmoA基因丰度在枯水期(1.47×10^(5) copies·g^(-1))显著低于丰水期(9.08×10^(5) copies·g^(-1))(p<0.05);空间上,枯水期呈现从上游(3.92×10^(5) copies·g^(-1))到下游(0.50×10^(5) copies·g^(-1))减少的趋势,丰水期呈现为从上游(5.37×10^(5) copies·g^(-1))到下游(26.52×10^(5) copies·g^(-1))增加的趋势。3)水体总有机碳(19.31%)、总氮(16.40%)、沉积物温度(13.03%)和pH(10.40%)是影响甲烷氧化菌群落组成的重要环境因素;甲烷氧化、甲基营养化、烃降解和化能异养是甲烷氧化菌的主要生态功能。梯级水库的建设影响了沉积物甲烷氧化菌群落演替的时空模式。研究结果可为黄河上游梯级水库CH_(4)生物减排提供一定的参考。

气库上方土壤中甲烷氧化菌群落研究——以大港油田板873储气库为例

利用基于甲烷氧化菌(MOB)功能基因pmoA克隆建库以及变形梯度凝胶电泳(DGGE)分子生态学方法来研究已知的大港油田天然气库上方土壤样品甲烷氧化菌群落多样性。构建了同一取样点不同深度土壤样品5个甲烷氧化菌功能基因pmoA基因克隆建库,所有的克隆都属于甲烷氧化菌。克隆文库结果显示同一剖面不同深度土壤中MOB的优势菌群有所不同:优势菌甲基弯曲菌属(Methylosinus)出现在所有的5个克隆文库中。甲基孢囊菌属(Methylocystis)在文库中所占得比例从11%(DG0.5)上升到30%(DG1),在文库DG1.5达到31%,接着下降4%(DG2),在文库DG2.5没有发现甲基孢囊菌属(Methylocystis)。DGGE电泳图也同样显示出以上的甲烷氧化菌菌群的变化。

典型油气藏上方甲烷氧化菌群的分子生物学解析

以胜利油田典型油气藏为研究对象,原位提取土壤中的甲烷氧化微生物群落组成信息,明确了油气指示微生物类群。通过对油田、气田和背景区土壤的pmoA基因克隆文库分析发现,来自油气藏上方土壤与背景区土壤的甲烷氧化菌群结构的差异较大。背景区土壤的甲烷氧化Ⅱ型菌——甲基孢囊菌和甲基弯曲菌的相对丰度明显高于油气藏上方土壤,而甲烷氧化Ⅰ型菌——甲基球菌和甲基暖菌则显著减少,表明长期的油气微渗漏能使甲烷氧化微生物群落向Ⅰ型菌演替。T-RFLP多变量统计分析结果显示,经过地质历史时期的微量轻烃连续驯化,油气藏上方的甲烷氧化微生物群落发生了演替,甲基球菌和甲基杆菌可能是推动这种演替变化的关键种群。甲烷氧化pmoA基因的丰度在油气藏上方的异常可以用于预测下伏油气藏的存在。

云贵高原典型湖滨湿地好氧甲烷氧化细菌群落结构和数量的时空动态

湖泊生态系统排放的甲烷(CH_(4))大部分来自湖滨湿地,好氧甲烷氧化细菌(methane-oxidizing bacteria, MOB)在减轻CH_(4)从湖泊系统向大气的排放中起着至关重要的作用。湖滨湿地好氧MOB群落分布及其影响因素尚不清楚。采用qPCR、末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)等方法,分四季对贵州草海湖滨湿地宽敞水域至落干区沉积物中好氧MOB群落组成和数量进行了研究。草海湖滨湿地沉积中甲烷氧化单加氧酶功能基因(pomA)丰度较高,在1.78×10^(7)—2.73×10^(8)拷贝数/g干沉积物之间,好氧MOB由I型(Methylococcus and Methylobacter)和II型(Methylosinus)组成,I型主要分布在宽敞水域(长期淹水区),而干湿过渡区和偶尔积水区主要为II型,呈现出明显的空间变化,推测湖滨湿地长期淹水区甲烷的氧化由I型主导,而相对干旱的区域II型主导,而这种差异可能是导致湖滨湿地甲烷排放高度异质性的一个重要因素。研究结果对揭示湖滨湿地甲烷排放时空异质性的微生物生态机制奠定了基础。

土壤中甲烷厌氧氧化菌多样性的分子检测

甲烷厌氧氧化作用是减少海洋底泥甲烷释放的重要生物地球化学过程,然而在陆地生态系统中甲烷厌氧氧化作用及其功能菌群的生态功能仍然不确定。对甲烷厌氧氧化菌多样性的研究可为减少甲烷排放提供重要科学依据。与传统的分离培养方法比较,分子检测方法是一种更为快速和高效的研究手段,可直接和全面的反映参与甲烷厌氧氧化作用的功能微生物。以DNA分子标记物为研究对象,重点探讨三类主要的分子标记基因,即16S rRNA,mcr A和pmo A,所采用的相关探针和引物信息,同时从定性和定量两个角度综述土壤甲烷厌氧氧化菌的多样性研究的主要进展,最后提出厌氧甲烷氧化菌多样性研究中存在的一些问题和相应的解决思路。

氮沉降对温带森林土壤甲烷氧化菌的影响

大量研究显示氮沉降影响森林甲烷吸收量,但其中的微生物驱动机制仍缺乏研究。基于长白山典型温带森林长期氮沉降模拟实验平台样地,采用定量PCR和克隆测序技术,研究了长期施加不同形态氮((NH_4)_2SO_4、NH_4Cl和KNO_3)处理下森林土壤甲烷氧化菌的数量和群落组成随季节变化的特征。结果表明,夏季,森林土壤甲烷氧化菌pmo A基因丰度在不同施氮处理之间无显著性差异(每克干土1.54×10~6-3.20×10~6拷贝数);秋季,pmo A基因丰度在施加NH_4Cl和(NH_4)_2SO_4处理小区(每克干土1.93×10~5-7.6×10~5拷贝数)与对照(每克干土(4.03×10~6±1.2×10~6)拷贝数)相比有所降低,尤其在(NH_4)_2SO_4处理小区(每克干土(4.61×10~5±2.61×10~5)拷贝数)显著降低;无论夏季还是秋季,施加不同形态氮处理土壤甲烷氧化菌均以Type I型为主(相对丰度在70.6%-85.4%之间),并以Methylobacter-group(Type I)为优势类群,占Type I型的55.1%-91.7%;Methylobacter-group(Type I)的相对丰度在夏季不同形态氮处理土壤样品中无显著差异,但秋季样品中在施加(NH_4)_2SO_4(52.7%±6.5%)和NH_4Cl(56.1%±8.9%)的处理显著低于对照土壤(77.0%±2.9%),Methylococcus-group(Type I)的相对丰度则在(NH_4)_2SO_4和NH_4Cl处理土壤呈增加的趋势。这些结果表明铵态氮肥添加对温带森林土壤甲烷氧化菌的生长具有抑制作用并导致其群落结构发生改变,受夏季温度和水分的影响,这种抑制作用在秋季表现更明显,而NO_3^--N添加对土壤甲烷氧化菌的群落组成和丰度无显著影响。这些结果解释了以往观测到的施铵态氮肥显著降低秋季温带林地土壤甲烷净吸收量,而在夏季无显著影响的观测结果,解释了长期氮沉降影响森林土壤甲烷吸收的微生物机制。

贵州草海喀斯特高原湖泊湿地甲烷氧化菌群落特征及功能探析

草海是由喀斯特盆地积水发育而形成的一个完整的、典型的高原湖泊湿地生态系统,同时也是中国面积最大的岩溶构造湖.甲烷氧化菌作为一类能够将甲烷氧化为CO_(2)和水的独特微生物,其活动与生态系统中能量流动和元素循环的关键步骤密不可分.为了解贵州草海喀斯特高原湖泊湿地中甲烷氧化菌的群落结构特征及功能,利用宏基因组技术对浅水沼泽、莎草湿地、深水沉积物进行研究.结果表明,草海湿地中主要的好氧甲烷氧化菌为Methylobacter和Methylomonas,主要的厌氧甲烷氧化菌为Candidatus_Methylomirabilis_oxyfera,属于NC10门的反硝化型厌氧甲烷氧化菌.所研究的4种代谢功能基因种类多样性表现为碳代谢>氮代谢>硫代谢>甲烷代谢;基于KEGG数据库共注释到6大类功能和18条与碳、甲烷、氮、硫相关的完整代谢路径.PCoA分析表明浅水沼泽和莎草湿地中甲烷氧化菌的种类和功能相似,且与深水沉积物存在差异.物种与功能相关性网络分析结果显示Methylacidiphilum_fumariolicum和Methylacidiphilum_kamchatkense与草海湖泊湿地中的各个代谢功能均具有较强的相关性.显著影响草海湿地中大多数甲烷氧化菌的群落结构的环境因素是硝酸盐、电导率、总磷和有机质.

大于80年自然风干保存土壤中甲烷氧化菌的复苏与富集

本研究通过对长期保存的土壤标本中甲烷氧化菌的复苏和富集培养,明确了活性甲烷氧化菌类群及其氧化甲烷潜力,同时分析了对长期干旱胁迫有较强抗逆性的甲烷氧化菌种类。研究主要针对自然风干保存83~87年的采集自福建龙岩荒地、江西南昌水田、四川华阳旱地、甘肃榆中林地、青海湟源和青海都兰牧场的6个土壤标本进行了高浓度甲烷条件下的微宇宙培养,利用气相色谱法测定了甲烷气体浓度动态变化情况以研究其甲烷氧化能力;在获得富集培养物后提取基因组DNA,利用16S rRNA和pmo A基因高通量测序分析了整体微生物和甲烷氧化菌的群落结构;同时,利用两种基因的长片段克隆测序对优势甲烷氧化菌序列进行了系统发育分析。结果显示:经过短暂的复苏,6例土壤档案样品均表现出强烈的甲烷氧化活性,前两代富集液甲烷氧化速率较慢,甲烷氧化速率仅为1.4~3.8μg/(mL·h),而第三代富集液的甲烷氧化速率达到了4.9~7.7μg/(mL·h)。其中,福建龙岩、江西南昌、青海都兰3个样品的富集物还可以将高浓度甲烷持续氧化到大气甲烷浓度(1.8μL/L)以下。高通量测序结果表明,6种富集物中甲烷氧化菌在细菌总量中的占比为39%~85%;pmoA功能基因分析表明,富集物中的优势甲烷氧化菌均为Methylocystis(TypeⅡa)。克隆序列的系统发育分析表明,富集到的Methylocystis种类和已知的Methylocystis rosea strain BRCS1亲缘关系最近,16S rRNA基因相似性为99.86%,pmoA基因相似性为99.05%。可见,TypeⅡa型Methylocystis属甲烷氧化菌具有强大的抗干旱胁迫的能力,经80年的风干保存后其活性仍可以迅速恢复,TypeⅡ甲烷氧化菌在未来将拥有更大的应用空间和价值。此外,长期保存的土壤档案样品仍具有较高的潜在生物活性,因此风干保存的土壤样品同样具有重要的微生物学研究价值。

填埋垃圾和渗滤液中CH_4氧化菌的丰度研究

应用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-Time Quantitative Polymerase Chain Reaction,简称实时荧光定量PCR)技术对填埋场垃圾和渗滤液中CH4氧化菌的pmoA基因进行定量分析.结果表明:实时荧光定量PCR技术可用于渗滤液和垃圾中CH4氧化菌的定量分析.对于厌氧和准好氧填埋,初期渗滤液中CH4氧化菌的数量均高于稳定期;准好氧填埋体渗滤液中CH4氧化菌的数量均高于厌氧填埋体.准好氧填埋垃圾中CH4氧化菌的数量随着填埋龄的增加呈先增加后降低的趋势,并在填埋后的9个月左右达到最大值,与准好氧填埋体CH4产生的规律相似.同时,准好氧填埋垃圾中CH4氧化菌的数量随着距导气管距离的增加而降低,但不同填埋时期的变幅不同,与准好氧填埋体O2和CH4的迁移规律有关.此外,对渗滤液和垃圾样品的研究表明,准好氧填埋体垃圾填埋层内部存在大量的CH4氧化菌,具有显著的CH4氧化能力.

可降解TCE的甲烷氧化菌16S rDNA与pmoCAB基因簇序列分析

甲烷氧化菌可高效催化甲烷和多种氯代烃降解,开展甲烷单加氧酶的基因簇序列分析研究有助于深入了解催化机理,并提升其在污染物生物降解领域中的应用价值。以甲烷为唯一碳源富集分离甲烷氧化菌,取5种氯代烃作为共代谢基质考察其降解情况,利用MEGE5.05软件构建基于16S r DNA的系统发育树对所选菌株进行初步鉴定,用半巢式PCR法分段扩增菌株的颗粒性甲烷单加氧酶(p MMO)基因簇并进行T-A克隆测序,通过Ex PASy计算p MMO三个亚基的理论分子量。筛选到了一株甲基孢囊菌Methylocystis sp.JTC3,在三氯乙烯(TCE)初始浓度为15.64μmol/L条件下,反应5 d后降解率可达93.79%。经扩增、测序、拼接得到了3 227 bp的pmo CAB基因簇序列,包括771 bp的pmo C基因、759 bp的pmo A基因、1 260 bp的pmo B基因和2个非编码中间序列,所对应γ、β、α亚基理论分子量分别为29.1 k Da、28.6 k Da和45.6 k Da。通过Blast比对发现Methylocystis sp.JTC3的pmo CAB基因簇序列与Methylocystis sp.strain M的pmo CAB一致性较高,其中pmo A的序列相对保守。JTC3菌株可高效降解TCE,对pmo CAB基因簇序列的详细分析可为p MMO活性中心特征、氯代烃类底物选择性等方面的深入研究提供信息数据基础。

贵州阿哈湖水库沉积物中甲烷氧化菌分布与功能

甲烷氧化菌是一类能够以甲烷作为唯一碳源和能量维持生存的微生物,其活动与生态系统中物质循环及能量流动密切相关。【目的】了解阿哈湖水库沉积物中甲烷氧化菌群落结构及代谢功能。【方法】采用宏基因组技术对环湖沉积物和湖心沉积物进行研究。【结果】水库沉积物中主要的好氧甲烷氧化菌是甲基杆菌属(Methylobacter)(0.37%)和甲基单胞菌属(Methylomonas)(0.12%),主要的厌氧甲烷氧化菌是Candidatus_Methylomirabilis(0.12%),属于NC10门细菌中的亚硝酸盐反硝化型厌氧甲烷氧化菌,其中好氧甲烷氧化菌的pmoA基因为6.16×10^(7)copies/g,反硝化型厌氧甲烷氧化菌的16S rRNA基因为2.84×10^(7)copies/g。4种代谢的功能基因多样性表现为氮代谢>碳代谢>硫代谢>甲烷代谢,基于京都基因和基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)基因库进行注释得到6大类功能,发现18条与碳(包括甲烷)、氮、硫代谢有关的完整代谢途径。主坐标分析(principal coordinates analysis,PCoA)显示环湖沉积物与湖心沉积物之间的甲烷氧化菌种类和功能存在显著差异。影响甲烷氧化菌分布的主要环境因子为氧化还原电位、电导率和硫酸根。【结论】阿哈湖水库甲烷氧化菌以Ⅰ型好氧甲烷氧化菌为主,甲烷氧化菌群落代谢途径丰富,Ⅰ型和Ⅱ型甲烷氧化菌在对O2的适应性上有显著差异。相关研究可为湖泊水生态环境的保护和微生物资源的开发利用等方面提供一定的理论支撑。

一株Ⅱ型甲烷氧化菌中甲烷单加氧酶基因和16S rDNA的分析

【目的】利用分子生物学方法对一株甲烷氧化菌Methylosinus trichosporium IMV3011中的16S rDNA和溶解性甲烷单加氧酶基因序列进行分析并探索其进化分类地位。【方法】利用基因数据库已有的基因序列信息,设计PCR扩增引物和基因测序引物,对溶解性甲烷单加氧酶基因和16S rDNA进行扩增和测序,并进行溶解性甲烷单加氧酶的6个基因和氨基酸序列与同类菌株的相应序列进行联配分析。【结果】获得了全长为5319bp甲烷单加氧酶基因序列和长度为1290bp的16S rDNA序列。该菌株与Methylosinus trichosporium OB3b中相对应基因的同一性是99.0%～82.7%,MMOX氨基酸序列的同一性为99.4%～81.8%,相似性为99.8%～89.2%。基于以上分析表明MMOX组分有很高的序列保守性,特别是在活性中心区域。【结论】菌株IMV3011属于甲基弯菌属,最近似的菌株是Methylosinus trichosporium OB3b。

基于甲烷氧化菌的地下水硝酸盐还原效能及功能微生物研究

地下水中污染物成分复杂,来源广泛,针对地下水中的硝酸盐污染物,利用生物膜反应器,开展了基于甲烷氧化菌的地下水硝酸盐还原效能、功能微生物和代谢途径分析。研究发现,在进水ρ(NO_(3)^(-)-N)为10 mg/L时,系统对硝酸盐的最高去除率达到98.83%,实现硝酸盐的有效去除。通过溶解性有机物(dissolved organic matter, DOM)组分变化分析发现出水中DOM主要是类色氨酸蛋白质类物质。宏基因组分析结果表明,生物膜反应器甲烷氧化系统中的好氧甲烷氧化菌主要为Methylocystis(5.25%)、Methylomonas(2.73%),厌氧甲烷氧化菌主要为Methylomirabilis(0.0016%)、Methanoperedens(0.0016%),硝酸盐还原菌主要为Lysobacter(9.72%)、Opitutus(2.74%)、Hyphomicrobium(2.01%)。利用KEGG数据库对系统中微生物的功能进行注释,识别出多种相关功能基因(40种甲烷代谢相关的功能基因和19种氮代谢相关的功能基因)以及较完善的甲烷代谢通路(5条)和氮代谢通路(6条),证明甲烷氧化菌具有部分反硝化的能力,对硝酸盐具有良好的选择性。相关研究结果可为硝酸盐污染地下水修复提供技术支撑和理论依据。

长期不同施肥对暗棕壤甲烷氧化菌群落特征与功能的影响

不同施肥方式对我国旱地农田土壤甲烷氧化影响的微生物机制尚不明确.本研究利用PCR-DGGE和实时荧光定量PCR技术,结合甲烷氧化速率和土壤性质测定,探索了长期不同施肥条件下暗棕壤的"土壤性质-甲烷氧化菌群落特征-土壤甲烷氧化速率"关系.结果表明,有机肥和无机肥配施处理显著降低了土壤甲烷氧化速率,降幅为61.2%,而单独施用有机肥或无机肥对暗棕壤甲烷氧化速率的影响不显著;与对照相比,有机肥处理土壤甲烷氧化菌多样性指数增加91.9%,有机肥和无机肥配施处理增加102.5%,而单施无机肥后土壤甲烷氧化菌多样性指数变化不明显;有机肥处理土壤的pmoA基因丰度显著增加,平均pmoA基因丰度为不施用有机肥的12.7倍;土壤甲烷氧化速率与甲烷氧化菌的群落结构和比活性呈显著正相关,相关系数分别为0.363和0.684,但与甲烷氧化菌群落丰度和多样性不相关;甲烷氧化菌的群落结构和比活性与土壤pH值、全氮和有机质含量呈显著正相关.上述结果说明,长期不同施肥可以通过改变暗棕壤的pH值、全氮和有机质含量等土壤性质,改变甲烷氧化菌群落结构和比活性,进而影响土壤甲烷氧化速率;有机肥和无机肥配施土壤甲烷氧化菌多样性和丰度大幅度增加,而甲烷氧化速率却显著降低,说明有机肥和无机肥配施土壤中只有部分微生物发挥了甲烷氧化活性,但有待进一步研究.

油气藏上方土壤中甲烷氧化菌群落结构分析——以沾化凹陷某油气田为例

以胜利油田沾化凹陷某油气田内油区、气区和背景区上方近地表的土壤为例,构建了甲烷氧化菌功能基因(甲烷单加氧酶基因)pmoA的克隆文库,以探讨甲烷氧化菌群落结构与地下油气藏之间的关系.对3个文库155个克隆子测序后进行比较分析,发现Ⅰa型甲烷氧化菌Methylobacter、Methylomonas、Methylomicrobium在油区土壤中所占比例分别为23%、21%和17%,在气区分别为31%、15%和16%,在背景区分别为26%、21%和8%;Ⅰb型甲烷氧化菌Methylococcus和Methylocaldum在3个区的比例分别为29%、31%和19%;Ⅱ型甲烷氧化菌Methylocystis和Methylosinus在油区所占比例为10%,在气区为7%,在背景区为27%.Ⅰa型甲烷氧化菌在各区域分布差别不明显,Ⅰb型甲烷氧化菌Methylococcus和Methylocaldum在油气区的丰度较高,而Ⅱ型甲烷氧化菌Methylocystis和Methylosinus在背景区的丰度远远高于油气区.由此可知,在地质历史时期的持续轻烃供应下,长期的油气微渗漏环境可能会促使微生物群落结构产生差异,Ⅱ型到Ⅰ型甲烷氧化菌缓慢地演替.

甲烷氧化菌培养基特异性分析

选取4种不同配方的甲烷氧化菌培养基,同时采集中石化江苏油田富安区块油气区和背景区地表土壤样品,利用平板计数法、基因定量和T-RFLP多态性片段分析技术分析和评估其培养效果.实验结果表明,在不同配方培养基培养条件下,油气区土壤样品中甲烷氧化菌数量及扩培后的甲烷氧化菌pmo A基因丰度均高于背景区样品,4种培养基均能区分油气区和背景区甲烷氧化菌数量差异.异常分离指数表明1号培养基在实验检测中对微生物数量异常分离度更高.T-RFLP多态性片段分析表明,4种培养基培养条件下的甲烷氧化菌多样性程度均较高,1号培养基对应的优势油气指示微生物甲基球菌和甲基暖菌相对丰度略高,从甲烷氧化菌群落多样性角度进一步证明了1号甲烷氧化菌培养基的特异性较强.本研究确认了1号培养基在实验检测中的可靠性和准确性,为油气微生物勘探提供了技术支撑.

油气田土壤甲烷氧化菌实时荧光定量PCR检测技术的建立与应用

【目的】建立快速检测甲烷氧化菌含量的SYBR GreenⅠ实时荧光定量PCR技术,用于油气微生物勘探。【方法】以含有甲烷氧化菌功能基因pmoA片段的重组质粒为标准品,优化实验条件,建立标准曲线,进行敏感性、重复性和特异性评价,并将该技术用于实际样品的检测。【结果】该技术标准曲线的相关系数R2为0.999 9,扩增效率为99.976%,检测范围为3.897×101-3.897×109 copies/μL,检出限约为40 copies/μL,重复性实验中CT值的变异系数优于3%,对12种非甲烷氧化菌均没有扩增,显示该技术具有很好的敏感性、重复性和特异性。利用该技术对气田、油田和非油气田土样进行了检测,发现气田具有明显的异常高值。【结论】为油气田的勘探建立了一种高效、特异、灵敏、准确的甲烷氧化菌荧光定量PCR检测技术,同时为其它指示菌检测技术的建立提供了参考。

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。

锡林河河滨带放牧区和围封区土壤中甲烷氧化菌的甲烷氧化能力研究

为了研究放牧活动对锡林河河滨带土壤中甲烷氧化菌的甲烷氧化能力的影响,应用分子生物学技术,通过室内模拟实验,研究锡林河河滨带放牧区和围封区0~100 cm深度土壤中甲烷氧化菌群落的多样性、甲烷氧化潜力和甲烷氧化单加氧酶功能基因丰度以及其影响因素。研究结果表明,放牧区采样地0~20 cm深度土壤的含水量、全碳、全氮、总有机碳和硫酸根含量都远大于围封区;放牧区和围封区采样地0~100 cm深度土壤中甲烷氧化菌群落都以甲基杆菌属(Methylobacter)、甲基球菌属(Methylococcus)、甲基单胞菌属(Methylomonas)、甲基八叠球菌属(Methylosarcina)、甲基孢囊菌属(Methylocystis)和甲基弯曲菌属(Methylosinus)的物种为主;放牧区采样地各深度土壤中甲烷氧化菌群落的Sobs指数值、ACE指数值和Chao1指数值几乎都大于围封区,放牧区和围封区采样地各深度土壤中甲烷氧化菌群落的香农多样性指数值都无显著差异;放牧区采样地0~10 cm深度、>30~100 cm深度土壤中甲基弯曲菌属的相对丰度都显著大于围封区(p<0.05),放牧区采样地>20~100 cm深度土壤中甲基杆菌属的相对丰度都显著大于围封区(p<0.05);随着土壤深度的加深,放牧区、围封区采样地0~100 cm深度土壤的甲烷氧化潜力都呈单峰型变化,>20~30 cm深度土壤的甲烷氧化潜力都最大;放牧区采样地0~100 cm深度土壤中的甲烷氧化单加氧酶功能基因丰度的最大值(1.60×10^(7)g^(-1))出现在>30~50 cm深度,而围封区采样地0~10 cm深度土壤中的甲烷氧化单加氧酶功能基因丰度(2.27×10^(7)g^(-1))最大;放牧区采样地>20~50 cm深度土壤的甲烷氧化潜力、>20~70 cm深度土壤中的甲烷氧化单加氧酶功能基因丰度都显著大于围封区;放牧活动加强了锡林河河滨带>20~50 cm深度土壤中甲烷氧化菌的氧化能力,甲烷氧化单加氧酶功能基因丰度、土壤含水量、土壤中铁元素含量和硫酸根含量是锡林河河滨带0~100 cm深度土壤甲烷氧化能力的主要影响因素。

未开发油气田地表烃氧化菌空间定量分布

利用Real-time PCR技术,分别对非油气田对照区域、未开发油田、未开发气田地表30、60、100、150、200 cm深度的甲烷氧化菌、C5～C16烃氧化菌进行定量研究,目的在于加深对该类型区域烃氧化菌空间分布特征的了解,为微生物油气勘探技术的发展提供基础资料.结果表明,气田区域甲烷氧化菌(pmoA)含量为1.34E+04～3.90E+05 copies.g-1,并随深度的加深逐渐减少;油田仅为3.14E+02～4.32E+03 copies.g-1.100～200 cm深度,油田C5～C16烃氧化菌(alkB)含量为1.38E+07～3.61E+07 copies.g-1,高于等深度对照(4.24E+06～2.14E+07 copies.g-1)和气田区域(5.82E+06～3.52E+07copies.g-1).甲烷氧化菌分布受全氮、有机碳、pH影响显著,相关系数分别为0.859、0.631、-0.549,而C5～C16烃氧化菌分布受环境因素影响相对较小.100～200 cm深度范围内,该区域全氮、有机碳、pH等理化因素相对稳定,烃氧化菌含量在不同深度间差异较小.因此,本研究表明,气田区域具有明显的甲烷氧化菌异常,油田在100 cm以下深度具有一定的C5～C16烃氧化菌异常;100～200 cm更适于作为统一取样深度进行大范围定量调查,但仍需要进一步的验证.