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寒区油气资源的开发利用和不健全的环境保护体系导致冷环境中原油污染日益加剧,对高寒地区的生态环境造成了较大破坏。目前利用微生物降解作用来治理原油污染的办法成为最重要的环境修复技术,该技术可以在污染地区进行无二次污染的原位修复,被认为是安全、环保和低成本的方法。然而低温下高效降解原油的菌株资源的缺乏限制着微生物修复技术在冷环境中的使用,寻找低温原油降解菌对此生物修复技术的完善并应用于寒区环境修复有着重要作用。青藏高原是世界最高的高原,有“世界屋脊”之称。长期低温的环境使得青藏高原的土壤中孕育了大量的嗜冷微生物和耐冷微生物资源。本研究以青藏高原为研究区域,对其土壤中原油降解菌群的分布特征进行了初步研究,分析了所筛选菌株的原油降解活性,为合理开发利用这些微生物资源及其在冷环境中的潜在应用提供了科学依据。主要研究结果如下:1、从柴达木盆地2个原油污染区域(冷湖和花土沟)的土壤中共分离出可培养细菌44株,这些细菌分属于3个门,9个属。其中厚壁菌门(Firmicutes)有11株,变形菌门(Proteobacteria)有15株,放线菌门(Actinobacteria)7株,在筛选到的变形菌中γ-变形菌(γ-Proteobacteria)占主要优势,尤其施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)出现频率最高。对柴达木盆地2个原油污染区域所筛选菌株资源对比发现,冷湖地区分布着大量芽孢杆菌属(Bacillus)的不同种,花土沟中则芽孢杆菌属种类较少,而放线菌种类则较多。另外在这两个地区分离到的3株细菌可能是潜在的细菌新种。2、从祁连山区和格尔木南区域的土壤中共分离出可培养原油降解细菌共102株,其中小八宝河13株,野牛沟40株,冰沟32株,宝瓶河5株,格尔木南12株。这些细菌分属于4个门,16个属,41个种:包括放线菌门40株,厚壁菌门12株,拟杆菌门(Bacterioidetes)12株和变形菌门38株,其中γ-变形菌纲约占总菌株的33%,在数量方面占据了主导地位,α-变形菌纲和β-变形菌纲仅有少数几株菌。从祁连山区和格尔木南区域土壤中筛选到的原油降解菌分布特征可发现,假单胞菌属(Pseudomonas)和节杆菌属(Arthrobacter)在该区域土壤中占了绝对优势。3、将分离得到的部分菌种进行培养,观察其生长情况以检测菌株的原油降解活性强弱,发现部分菌株具有明显的原油降解活性。其中从原油污染土壤中检测到的降解活性较好的菌株为诺卡氏菌属(Nocardia);而未受原油污染的土壤中原油降解活性较高的菌株多数为不动杆菌属(Acinetobacter)。有意思的是,降解活性较好的菌株大多数在未受原油污染的土壤中筛选获得,此中缘由还需进一步研究。4、在降解特性研究中,我们选取菌株YF28-1(8)和菌株YF24-3(2)进行研究发现,它们分别为红平红球菌(Rhodococcus erythropolis)和孟氏假单胞菌(Pseudomonas mandelii)。通过GC-MS分析发现,两株菌株对原油中的烷烃和芳香烃组分均有不同程度的降解能力,其中对直链饱和烷烃的降解能力最为显著,降解率在60-90%之间。比较这两株菌对不同组分的降解效果发现,菌株YF24-3(2)比菌株YF28-1(8)对直链饱和烷烃的降解作用更强,而在对芳烃和环芳烃的降解能力上不如菌株YF28-1(8)。5、对上述两株菌进行原油降解的最佳环境条件研究发现,菌株YF28-1(8)的最适生长环境为:初始pH值7.5、温度30℃、接种量800μL;菌株YF24-3(2)的最适生长环境为:初始pH值7.5、温度20℃、接种量600μL。这两株菌在培养8d左右时其生长量及降解率均达到最大值,另外表面活性剂吐温80的添加均未能提高菌株对原油组分的降解率。