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微生物提高石油采收率(MEOR),作为一种新型提高采收率的方法,具有适用范围广、工艺简单、投资少、绿色环保等优点,是目前最具发展前景的三次采油技术之一,曾经被美国能源部誉为第四次采油技术,日益受到人们的重视。
通过实验研究,从油层水样中筛选得到两株性能优良的采油菌株Ⅰ菌(芽孢杆菌属)与JD菌(肠内杆菌属)。Ⅰ菌是兼性厌氧菌,能够在厌氧条件下以原油为碳源代谢生物表面活性剂,可以将油水界面张力降低60%以上。Ⅰ菌具有较好的环境适应性,最高可以耐72℃高温,30%NaCl盐度与pH3.5-9.4的酸度。JD菌也是兼性厌氧菌,可以在好氧与厌氧条件下代谢用于生物聚合物调剖的水不溶性多糖,但其耐温性能较差,只能在30℃下代谢多糖,超过35℃时不能代谢生物多糖,超过45℃时不能正常生长。
为了降低采油微生物发酵培养基的成本,减少糖蜜供应的季节性影响,选用淀粉水解液及其糖化液作为JD菌的替代培养基,从菌体生长繁殖性能与水不溶性多糖产物的代谢性能方面进行了考察。研究结果表明,JD菌在淀粉水解液培养基中能够正常生长,并代谢水不溶性多糖产物。以淀粉水解液培养基在较低糖度下培养,即可以满足JD菌代谢多糖的营养需求。糖化液对提高多糖产量的帮助不大,在低糖度下反而不利。JD菌在淀粉水解液、糖化液中菌体生长与代谢水不溶性多糖的量,并没有显著的不同。淀粉水解液糖化后,葡萄糖产量提高的效果并不明显,这可能与糖化酶、糖化工艺有关,JD菌的生长与代谢性能也没有明显增强。而此过程还会增加用于培养基的成本支出,不利于该菌的推广应用。
利用现代生物技术之一的原生质体融合方法,对Ⅰ菌与JD菌进行了融合研究。通过双抗性选择研究,获得了适合Ⅰ菌与JD菌融合子筛选的双抗培养基,在此基础上通过多次融合、筛选、评价,最终获得了一株兼备Ⅰ菌与JD菌双亲性状,遗传性能稳定的融合菌株FH9-17。融合子FH9-17代谢水不溶性多糖的环境适应性比亲本菌JD有明显改善,产糖温度提高了10℃,耐盐性能提高了两倍多,耐酸性能也有所提高,这充分证明Ⅰ菌与JD菌的融合是成功的,也为将来融合菌的矿场应用打下了坚实基础。
本文应用原生质体融合的方法,对两株各具特色的优良菌种Ⅰ菌与JD菌进行了原生质体融合研究,成功构建了一株具备双亲性状的新菌种,为微生物采油菌种的选育提供了新的研究方法。