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目前，油藏环境中的微生物分子生态学研究主要集中于群落结构的多样性，而对于微生物的功能结构及功能多样性与环境因素之间相关性的研究较少。环境中微生物群落功能多样性的检测依赖于功能基因多样性的检测，了解油藏微生物功能的多样性及其影响因素，对于研究内源微生物采油机理有很大促进作用。
本文构建了一种接头特异引物多重PCR(JSPs-Multiplex-PCR)方法，通过克隆文库和Q-PCR技术实现了多基因（尤其是同工酶基因）的精确多样性和定量分析，并用该方法对油藏烷烃单加氧酶基因（alkB）进行了检测。利用设计出两对接头引物(Joint Primer，JPs)。分别针对非同源基因和同源基因设计特异引物，并在引物5端加上接头序列，得到一系列的接头特异引物(Joint Special Primers，JSPs)。基本原理是:先用JSPs引物预扩增靶基因，若干循环后得到两端具有接头序列的产物，然后再利用JPs引物进行扩增。将这种方法运用到实时荧光定量PCR技术中，并与多重PCR技术和简并PCR技术的进行比较。结果表明:与多重PCR技术相比，JSPs多重PCR技术能显著降低引物之间的干扰和扩增效率差异;上下游JPs引物都为JP2-F引物时，定量PCR能避免引物二聚体的干扰，标准曲线的线性范围为102～108copies/μL;与简并PCR技术相比，JSPs多重Q-PCR技术扩增效率更接近1，线性范围更广，定量结果更准确。将JSPs多重PCR技术应用于环境样品alkB的检测之中。采用该技术与简并PCR技术分别对单菌和环境样品中alkB进行检测，并构建alkB克隆文库。结果表明:JSPs多重PCR技术能检测出更多的alkB，扩增效率更高，非特异性扩增更少，检测结果与实际更相符。进一步利用该技术监测采油过程中alkB的多样性和丰度变化，分析其与驱油效果和环境因素之间的相关性。结果表明:各井alkB浓度增加与增油效果相吻合;外源营养注入后，alkB的多样性和浓度均有提高，但alkB与16S rRNA基因的比值降低，说明丰富营养不利于提高烃氧化菌的丰度;营养停注后，alkB的多样性和浓度下降;CCA分析表明，Marinobacter、Rhodococcus、Pseudomonas、Dietzia、Pseudoxanthomonas和Acinetobacter属的AlkB基因与增油效果有关。