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油藏环境中石油烃厌氧生物降解转化为甲烷机制的研究对极端环境生物资源和油气资源的开发利用具有重要的学术意义和实用价值。由于油藏环境的复杂性,目前石油烃厌氧生物降解产甲烷的途径及相关功能基因认识仍然有限。本文通过功能基因分析、并通过培养手段研究了石油烃厌氧生物降解产甲烷的途径,取得了以下主要成果。 BamA基因是芳香化合物厌氧降解过程中催化苯环开环关键酶的编码基因,它可以作为环境中芳香化合物厌氧降解的生物标志物。为此,通过分析两口油井中四个月份油田产出水中的bamA基因,研究了油藏环境中芳香化合物厌氧降解菌群的组成。结果显示,样品中存在厌氧降解芳香化合物的细菌,主要包括Azoarcus、Georgfuchsia、Sulfuritalea、Peptococcaceae和Syntrophus,这比之前报道的油藏环境中的菌群具有更高的多样性,其中检测到的硝酸盐还原菌对微生物强化采油有着积极意义。 相比于复杂的菌群,采用较为简单的体系研究石油烃厌氧降解产甲烷过程会更加明确。为此,分别从高温和低温油藏的产出水中分离获得了多组单菌和简单的组合,利用分子生物学和化学分析方法研究了微生物的功能。成功构建了较为简单的烷烃厌氧降解产甲烷体系(Moorella、 Thermotoga、 Thermoanaerobacter、Desulfotomaculum和Methanothermobacter),获得了体系中厌氧降解烷烃关键功能菌的信息。 本研究加深了对石油烃厌氧降解微生物功能基因的多样性和厌氧烃降解产甲烷微生物组成的认识,为厌氧烃降解产甲烷机制的研究以及功能微生物的筛选提供了参考信息。