正十六烷互营代谢产甲烷过程的关键微生物群落

厌氧烃降解机理是国际上研究的热点和难点。国外科学家已证实厌氧烃降解产甲烷过程的可行性，最新的热力学分析结果表明互营微生物在烃的起始降解和甲烷产生中可能起着至关重要的作用。但是，直接参与烃降解产甲烷的关键微生物群落结构和功能还不清楚，这直接阻碍了产甲烷条件下烃降解机理研究。.本课题在前期工作的基础上，以正十六烷这一典型的烷烃化合物为唯一碳源，构建稳定的厌氧烃降解产甲烷培养物，采用稳定同位素探针（DNA-SIP，RNA-SIP）、T-RFLP和16S rDNA克隆文库等技术，解析正十六烷降解产甲烷过程中的微生物群落结构变化和关键微生物群落，探究互营微生物在甲烷产生过程中的群落结构和功能。从而为深入研究厌氧烃降解产甲烷的代谢机理奠定微生物学基础，为开发新型的微生物采油技术（如"油藏变气藏"）提供理论依据。

厌氧烃降解机理是国际上研究的热点和难点。热力学分析表明在烃的起始降解和甲烷产生中互营微生物可能起着至关重要的作用。但是人们对直接参与烃降解与甲烷产生的关键微生物认识还非常有限，这直接阻碍了产甲烷条件下烃降解分子机理研究。本课题以正十六烷这一典型的烷烃化合物为唯一碳源，应用Hungate厌氧操作技术，构建了稳定的厌氧烃降解产甲烷菌系，采用T-RFLP和16S rDNA克隆文库等技术，发现中温条件下，WWE1类群、Thermotogaceae和/或Syntrophaceae是正十六烷烃降解产甲烷富集物中的主要细菌类群，可能直接参与了烃的降解与转化。在高温条件下超过80%的细菌克隆属于未培养微生物类群（16S rRNA基因相似性低于90%）。分别选用13C标记和未标记的正十六烷烃进行同位素示踪实验，结合微生物分子生态学技术，发现在中温条件下Syntrophaceae是启动正十六烷烃降解的关键细菌类群，然后主要通过氢营养型产甲烷古菌Methanoculleus receptaculi转化为甲烷和二氧化碳。采用Hungate厌氧操作技术，分离获得高温氢营养型产甲烷古菌新种Methanothermobacter crinale sp.nov，这类古菌在高温石油烃降解产甲烷和油藏乙酸互营氧化代谢过程中起着重要的生理生态学功能。这些研究成果为我们进一步认识厌氧烃降解产甲烷的分子机理奠定了基础。