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地下高温油藏微生物是一类宝贵的资源，在油层生态系统的物质循环和能量流动中发挥着主导作用，其重要的理论意义和广泛的应用价值备受关注。传统上主要依赖纯培养技术研究油藏微生物，然而自然环境中只有少数微生物能够进行纯培养，所以大部分油藏微生物都没有得到充分认识。分子方法克服了纯培养瓶颈，能够更好地了解环境微生物群落和多样性，已经成为研究油藏微生物群落多样性的重要手段和发展方向。本文应用微生物分子分析方法，主要研究了高温水驱油藏环境中的微生物群落和多样性。全文内容主要包括六部分。
第一部分建立了油藏细菌多样性的RFLP指纹图谱分析方法，并研究了油井产出液中的细菌群落多样性。从水样中分离纯化微生物总DNA，选择性扩增细菌16S rRNA基因，并构建16S rRNA克隆文库。得到337个阳性克隆，分别用限制性内切酶HinfI和HaeⅢ进行酶切分析，得到74个操作分类单元，其中数量最多的4个共占克隆子总数的73.6％，另外70个的丰度均处于较低水平，有57个仅含有1个克隆子。结果表明，运用RFLP方法分析16S rRNA基因片段能够有效评估油藏水样中的细菌群落多样性。
第二部分建立了油藏细菌多样性的16S rRNA基因文库分析方法，并研究了陆上高温水驱油藏产出液中的细菌群落多样性。以水样微生物群落DNA为基础，构建了细菌16S rRNA基因文库，随机挑取了400个阳性克隆，序列分析得到68个操作分类单元。系统发育分析表明，得到的序列类型及各占的比例为：Gamma-Proteobacteria(85.7％)，Thermotogales(6.8％)，Epsilon-Proteobacteria(2.4％)，Low-G+C Gram-positive(2.1％)，High-G+C Gram-positive、Beta-Proteobacteria和Nitrospira(均<1.0％)。其中高温菌种类比较多，而Pseudomonas等常温菌的数量比较多，它们可能是在注水开发过程中引入的菌种类型。这些结果丰富了高温水驱油藏的细菌群落结构信息。
第三部分建立了油藏古菌多样性的16S rRNA基因文库分析方法，并研究了国内陆上高温水驱油藏的古菌群落多样性。以水样微生物群落DNA为基础，构建了古菌16SrRNA基因克隆文库，随机挑取了237个阳性克隆，酶切分型将其分为25个操作分类单元。序列分析和系统发育分析表明，古菌群落主要由产甲烷古菌构成，包括四个目：Methanobacteriales、Methanococcales、Methanomicrobiales和Methanosarcinales，其中Methanomicrobiales是优势菌群。大部分菌种类型都是以前发现过的，但也有少数跟早先报道的菌种类型亲缘关系较远。检测到的几株嗜热产甲烷古菌以前也在其他油藏环境中发现过，表明它们可能广泛分布于各地的高温油藏环境中。
第四部分是运用rRNA序列分析法研究了海上高温水驱油藏的微生物群落多样性。以水样群落DNA为基础，分别构建了细菌和古菌16S rRNA基因文库，通过序列分析将388个细菌和220个古菌克隆随机分为60和28个菌种类型。结果表明，细菌类型主要属于Firmicutes、Thermotogae、Nitrospirae和Proteobacteria，而古菌类型主要属于产甲烷菌，包括：Methanothermobacter、Methanobacter、Methanobrevibacter和Methanococcus，还有一个克隆属于Thermoprotei。大部分序列类型属于嗜热菌种，而常温菌类型如Pseudomonas和Acinetobacter等只占少数。这些结果有助于了解海上高温油藏环境中的微生物群落组成。
第五部分是联合运用分子方法和纯培养法研究了油藏环境的细菌多样性。从水样中分离纯化到8株细菌菌株，分离菌株均为好氧菌，两株是革兰氏阳性、产芽孢杆菌，另外六株都是革兰氏阴性、不产芽孢的杆菌。其中1株分离菌能将水的表面张力降低至32.53 mN·m-1，证明该菌株能够代谢产生生物表面活性物质。16S rDNA全序列分析结合生理生化鉴定表明，8个分离菌株分别为：芽孢杆菌(Bacillus sp.)，柠檬酸杆菌(Citrobacter sp.)，短杆菌(Brevibacterium sp.)，不动杆菌(Acinetobacter sp.)，微杆菌(Exiguobacterium sp.)，柠檬酸杆菌(Citrobacter sp.)，假单胞菌(Pseudomonas sp.)和从毛单胞菌(Comamonas sp.)。
第六部分是用DGGE和FISH方法研究了油藏微生物群落的功能。烃降解菌和产甲烷菌是油藏环境中两类重要的功能菌群，分别用DGGE和FISH技术研究了不同油藏样品中两类菌群的多样性。FISH结果表明，油藏水样中细菌含量明显高于古菌，两者空间分布的位置非常接近；DGGE结果表明，不同水样的alkB基因多样性相差较大，而且注水井条带明显多于采油井。研究表明，油藏环境中烃降解菌和产甲烷菌多样性较高，而且结成紧密的相互关系。