海洋油气田沉积物产甲烷活性及微生物生态

【摘要】：海洋产甲烷古菌是与海洋中甲烷的产生、释放及天然气水合物的形成等密切相关的微生物类群。以产甲烷菌可能利用的底物为碳源，评价了海洋油气田沉积物的产甲烷活性。对产甲烷菌的活性评价采用常规培养和共生培养两种方法。常规培养的结果表明,海洋油气田沉积物对于H2/CO2、甲醇、一甲胺、三甲胺，在25℃和37℃两种温度条件下都具有较高的产甲烷活性，少数样品只在37℃对乙酸有产甲烷活性，说明在海洋油气田环境下，主要有氢营养型及甲基营养型发酵途径产生天然气甲烷。常规培养在37℃的温度条件下的产甲烷活性要好于25℃。共生培养系中的细菌将底物如2-丙醇、2-丁醇、乙醇、丙酸、丁酸等降解为氢气等产甲烷菌可利用的简单底物，产甲烷菌再利用这些底物合成甲烷。发酵型细菌产生的氢气浓度较低，所以共生培养的产甲烷菌的产甲烷活性较低。共生培养的结果表明，海洋油气田样品对于乙醇、丙酸、丁酸有一定的产甲烷活性，对于2-丙醇、2-丁醇活性很低。利用厌氧培养法对产甲烷菌进行了多样性解析，16S rRNA基因测序显示，常规培养的优势产甲烷菌主要属于Methanosarcinales目的Methanosarcinaceae科及Methanomicrobiales目的Methanomicrobiaceae科，其中Methanococcoides、Methanogenium和Methanosarcina为油气田沉积物的主要菌属。共生培养的优势产甲烷菌主要属于Methanomicrobiales目的Methanomicrobiaceae科，其中Methanogenium为共生培养油气田沉积物的主要菌属。 【关键词】：海洋油气田 产甲烷活性 常规培养 共生培养 多样性
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：Q938.8;P618.13
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-23
• 1.1 研究背景9
• 1.2 研究目的和意义9-10
• 1.3 国内外研究现状10-20
• 1.3.1 产甲烷菌研究现状10-12
• 1.3.2 海洋的沉积物环境及特点12-14
• 1.3.3 海洋沉积物中微生物群落研究14-16
• 1.3.4 海洋油气与产甲烷菌关系16-18
• 1.3.5 产甲烷菌的培养方法18-20
• 1.4 研究内容及主要技术路线20-23
• 1.4.1 研究内容20-21
• 1.4.2 技术路线21-23
• 第二章 常规培养海洋油气田样品中产甲烷菌活性及多样性23-41
• 2.1 引言23-24
• 2.2 样品与方法24-30
• 2.2.1 样品特性样品采集及培养基24-25
• 2.2.2 底物25-26
• 2.2.3 油气田沉积物样品的产甲烷活性26
• 2.2.4 产甲烷菌的富集培养26-27
• 2.2.5 实验温度及 pH27-28
• 2.2.6 盐度28
• 2.2.7 分析方法28
• 2.2.8 DNA 提取及 PCR 扩增及系统解析28-30
• 2.2.9 基因序列比对30
• 2.3 结果与分析30-39
• 2.3.1 油气田沉积物样品的产甲烷活性30-36
• 2.3.2 产甲烷菌的富集培养36
• 2.3.3 产甲烷菌的 16S rRNA 系统鉴定36-39
• 2.4 讨论39
• 2.5 本章小结39-41
• 第三章 共生培养海洋油气田样品中产甲烷菌活性及多样性41-52
• 3.1 引言41
• 3.2 样品与方法41-44
• 3.2.1 样品特性样品采集及培养基41
• 3.2.2 底物41-42
• 3.2.3 油气田沉积物样品的产甲烷活性42
• 3.2.4 产甲烷菌的富集培养42-43
• 3.2.5 实验温度及 pH43
• 3.2.6 盐度43
• 3.2.7 分析方法43
• 3.2.8 DNA 提取及 PCR 扩增及系统解析43-44
• 3.2.9 基因序列比对44
• 3.3 结果与分析44-50
• 3.3.1 油气田沉积物样品的产甲烷活性44-48
• 3.3.2 产甲烷菌的富集培养48-49
• 3.3.3 产甲烷菌的 16S rRNA 系统鉴定49-50
• 3.4 讨论50-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第四章 海洋油气田沉积物中新菌的研究52-59
• 4.1 引言52
• 4.1.1 TQ1 的近缘菌 Pelotomaculum schinkii 的特性52
• 4.1.2 TQ2 的近缘菌 Meniscus glaucopis 的特性52
• 4.2 材料与方法52-55
• 4.2.1 主要试剂和仪器52-53
• 4.2.2 接种污泥与分离培养方法53-54
• 4.2.3 生理生化特性分析54
• 4.2.4 抗生素抗性54-55
• 4.2.5 G+C 含量和主要脂肪酸测定55
• 4.2.6 PCR 扩增及 16S rRNA 基因测序55
• 4.3 结果55-58
• 4.3.1 分离菌株形态特征55-56
• 4.3.2 生理生化特性56-57
• 4.3.3 G+C 含量57-58
• 4.4 结论58-59
• 第五章 结论59-61
• 5.1 常规培养海洋油气田样品中产甲烷菌活性及多样性59
• 5.2 共生培养海洋油气田样品中产甲烷菌活性及多样性59-60
• 5.3 海洋油气田沉积物中两株新菌的研究60-61
• 参考文献61-65
• 附录A65-73
• 致谢73-75
• 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果75-76

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