【摘要】：原油是我國主要的能源和化工原料,但超過2/3的原油殘留在地下無法被有效開采。利用厭氧微生物,將殘余原油轉變?yōu)榧淄檫M行“生物氣”開采,是近年國內(nèi)外研究的前沿課題。石油烴作為原油的主要組分,其產(chǎn)甲烷降解過程是個多重互營代謝反應(包括石油烴的起始降解、中間代謝產(chǎn)物脂肪酸的氧化等),需要不同功能類型的細菌和產(chǎn)甲烷古菌的參與才能完成�；I代謝是石油烴降解產(chǎn)甲烷過程的限速步驟,由于互營微生物分離培養(yǎng)的難度極大,目前多采用未培養(yǎng)的微生物分子生態(tài)學手段,研究石油烴降解產(chǎn)甲烷過程中的功能微生物和產(chǎn)甲烷途徑,但是互營烴降解菌等純培養(yǎng)物的缺失,已經(jīng)成為限制我們深入了解厭氧烴降解分子機理的“絆腳石”。傳統(tǒng)互營菌分離技術的分離通量低,而且采用先富集培養(yǎng),后分離的策略,難以定向分離。本文提出了先分開后培養(yǎng)的新思路,并據(jù)此開發(fā)出一種多孔板高通量分離技術。利用課題組多年富集的石油烴降解產(chǎn)甲烷菌系為接種物,分離石油烴降解產(chǎn)甲烷過程中的互營微生物等功能菌。取得的結果如下:(1)證實了不同溫度條件下(25-55℃)的石油烴降解產(chǎn)甲烷菌系都具有互營短鏈脂肪酸(VFAs:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸)的降解代謝能力;不同溫度和VFA富集獲得的優(yōu)勢互營菌群不同,高溫條件下獲得的優(yōu)勢互營菌群主要有Tepidanaerobacter、Thermosyntropha、Thermotoga和Pelotomaculum,中溫條件下獲得的已知互營菌群為Tepidanaerobacter,低溫條件下獲得的優(yōu)勢互營菌群主要為Syntrophomonas。此外,通過VFAs富集培養(yǎng),還發(fā)現(xiàn)了大量未培養(yǎng)微生物。(2)分離獲得厭氧菌265株,其中分類地位明確的菌株共142株,分布于12個科13個屬,包含具有互營乳酸代謝功能的Thermodesulfovibrio yellowstonii 11株。剩余123株代表潛在新物種18個(16S rRNA基因相似度97%)。(3)鑒定了一株來源于高溫互營烴降解產(chǎn)甲烷菌系SK的厭氧發(fā)酵細菌SK-Y3~T,革蘭氏陽性,產(chǎn)芽孢的彎桿狀細菌。最適生長條件為0%NaCl、50℃和pH 7.0。利用木聚糖時產(chǎn)生木糖。主要的細胞脂肪酸為C_(15:0) iso,C_(15:0) anteiso和C_(17:0) iso;基因組DNA G+C mol%為37.2%。根據(jù)生理生化和分子遺傳學特征,提出新屬新種Petroclostridium xylanilyticum gen.nov.sp.nov。依據(jù)SK-Y3~T全基因組測序和分析,將clostrdial cluster III劃分為4個新屬(Thermoclostridium gen.nov.、Hungateiclostridium gen.nov.、Ruminiclostridium gen.nov.、Pseudoclostridium gen.nov.和Petroclostridium gen.nov.),并與Petroclostridium xylanilyticum gen.nov.一起,被歸到一個新科Hungateclostridiaceae fam.nov.。(4)鑒定了一株來源于高溫互營烴降解產(chǎn)甲烷菌系SK的產(chǎn)乙酸菌SK-G1~T,革蘭氏陰性,單端生鞭毛,呈不規(guī)則的短桿狀,大小約0.3-0.5μm×1.5-3.0μm;最適生長條件為55℃,pH7.0-7.5;利用碳水化合物生長的主要發(fā)酵產(chǎn)物為乙酸;基因組DNA G+C mol%為43.9%;全基因組測序發(fā)現(xiàn)其具有完整的互營丁酸代謝途徑。根據(jù)生理生化和分子遺傳學特征,,將SK-G1~T鑒定為新屬新種,并命名為Biomaibacter acetigenes gen.nov.sp.nov.。進一步根據(jù)全基因組序列特征,提出了一個新科Biomabacteraceae fam.nov.。
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE357.9
【圖文】：

2圖 1. 1 有機物厭氧降解產(chǎn)甲烷過程Figure 1.1 Anoxic degradation of organic matters.(劉鵬飛 and 陸雅海 2013)

圖 1. 2 互營菌模式種系統(tǒng)發(fā)育樹及其生理生化特征Figure 1.2 phylogenetic and physi-biochemical characteristics of syntrophic type strains.1.2.3 互營微生物傳統(tǒng)分離策略現(xiàn)有的互營菌分離技術大多基于Hungate厭氧操作技術，對含有互營菌的環(huán)境樣品先進行選

【參考文獻】

相關期刊論文 前4條

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本文編號：2714157