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油藏属于高压、厌氧以及油、气、水共存的极端环境,孕育着丰富的微生物多样性。近年来,微生物采油技术在全世界得到迅速的发展,显示出其良好的应用前景,受到各石油生产国的广泛关注.但是整体来看,微生物采油的潜力远未发挥出来,其中一个重要因为是对油藏环境中的微生物群落结构和功能缺乏系统认识,从而导致对油藏微生物的调控还远未达到预期的效果。
通过构建16S rDNA克隆文库等分子生物学方法,本文研究了大庆油田不同油藏采出水中的微生物多样性和群落结构。我们提取了聚驱、水驱和过渡带油藏采出水中的总DNA,分别用细菌通用引物和古菌通用引物PCR扩增16S rDNA,与载体连接并转化大肠杆菌感受态细胞,构建了每种采出水样品的细菌和古菌16S rDNA克隆文库。
利用扩增核糖体DNA限制性分析(Amplified Ribosomal DNA RestrictionAnalysis,ARDRA)方法,三个细菌文库中的596个克隆子被分成85个操作分类单元(Operational Taxonomic Units,OTUs),其中聚驱、水驱、过渡带细菌文库分别含28、33、41个OTUs;古菌文库中的291个克隆子分为64个OTUs,其中聚驱、水驱、过渡带细菌文库分别含19、39、19个OTUs。每个优势OTUs(含克隆子数>1)选一个代表克隆测序,分别构建了细菌和古菌的16S rRNA的系统发育树。
结果表明,油藏采出水中的主要细菌类群为不动杆菌属Acinetobacter、弓形杆菌属Arcobacter、厚壁菌门Firmicutes、假单胞菌属Pseudomonas和硫化螺旋菌属Sulfurospirillum。聚驱样品中细菌群落组成最简单,优势菌群为不动杆菌属,占库容的85%,另外还有假单胞菌属,占7%;水驱样品中的优势菌群也是不动杆菌属,占库容的62%,还有假单胞菌属和硫化螺旋菌属,各占20%和6%;过渡带文库的细菌群落的优势菌群为弓形杆菌属,占库容的50%,还有不动杆菌属和厚壁菌门,各占19%和18%。
油藏采出水中的主要古菌类群为甲烷鬃菌属Methanosaeta、甲烷绳菌属Methanolinea和泉古菌门Crenarchaeota。三种采出水中的古菌群落结构相似,均以产甲烷古菌为优势类群。其中甲烷鬃菌属为乙酸营养型产甲烷菌,占各自库容的58-76%,在数量上远远超过了氢营养型的甲烷鬃菌属,表明乙酸营养型产甲烷可能在大庆油田油藏的甲烷产生中占优势地位。