柴达木盆地深钻的微生物群落特征及影响因素研究

目前地下深部生物圈的研究还相当薄弱，人们对地下深部微生物群落的分布规律和受控因素等重大基础性问题还远未认识清楚。本项目拟选取蕴藏我国最大的生物气田并仍处于强烈微生物产甲烷过程的柴达木盆地西部为研究区，利用该地区正在进行的中国大陆环境钻探项目，采用地球化学、微生物培养、室内培养试验和微生物分子生态学等方法，系统研究两支近千米深的高质量岩芯的微生物群落结构、功能和活性及地球化学环境特征，查明微生物群落结构、功能和地球化学环境参数，阐明钻孔中的微生物群落及地球化学环境的变化规律。通过综合比较两支岩芯的微生物群落和地球化学环境特征之间的相似与差异，揭示影响柴达木盆地地下微生物群落分布的主要因素和内在机制，探讨地球化学环境参数对地下深部微生物产甲烷过程的影响，从而为该区生物气资源勘探提供具有现实指导意义的基础资料。

目前地下生物圈的研究还相当薄弱，人们对地下微生物群落的分布规律和受控因素等重大基础性问题还远未认识清楚。本项目拟选取柴达木盆地为研究区，采用地球化学、微生物培养、室内培养试验和微生物分子生态学等方法，系统研究地下微生物群落结构、功能和活性及地球化学环境特征。通过对深部岩芯、泥浆和卤水样品中的可培养微生物的培养，发现岩芯样品中的优势细菌类群为Firmicutes （50.0 %），其次为γ-Proteobacteria（26.7 %） 和 Actinobacteria（23.3 %)；泥浆样品中，优势细菌类群为γ-Proteobacteria（64.3 %) 和Firmicutes（35.7 %)；而卤水样品中，优势细菌类群为γ-Proteobacteria（80.7 %)。以上结果表明深部岩芯中含有与钻井泥浆和地表卤水显著不同的原生微生物。 岩芯中放线菌具有显著优势，岩芯放线菌菌株Mg34的次级代谢产物中含有多种新型结构的两亲性异羟肟酸型siderophores类化合物。这些siderophores类化合物具有Fe3+， Au3+和Ag+的还原作用；表明在寡营养条件下，能通过siderphores获得铁等营养；此外siderphores具对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌及真菌有广谱的抑制作用，为该类型微生物在地下深部获得更多的生存机会。.年降水量是影响柴达木盆地地表微生物微生物群落结构的重要因子，细菌生物量、真菌生物量、放线菌生物量、革兰氏阳性菌生物量和革兰氏阴性菌生物量都随着自然年降水量的下降而减少，随着深度的增加地下水对微生物群落的影响逐渐加强。 而地下深部微生物群落主要受到含盐度的影响， 深部的微生物生物量随着深度的增加降低，尤其是高盐层位，微生物生物量显著减少达到102-3个/克，群落主要是Y-proteobacteria 和Firmicutes。深部岩芯微生物群落和大柴旦热泉微生物群落Acidobacteria，Actinobacteria，Aquificae，Armatimonadetes，Bacteroidetes，Chloroflexi，Deinococcus-Thermus，Firmicutes和Proteobacteria比较相似，其中甲烷产生菌主要序列类似于CO2型。研究察汗斯拉图干盐湖深部微生物群落对认识涩北气田生物气成因有重要意义。