原油微生物群落及其功能初步研究

Recently, microorganisms in crude oil were detected and proved, which were proposed as a seed bank for developing petroleum biotechnology. For better understanding the microorganisms in crude oil, their ecological and physiological characteristics and functional potentials, we plan to sample the crude oils from different oil reservoirs which are not disturbed by pore water in oil reservoir, and carry out the following experiments. First of all, we plan to investigate structure of microbial community in crude oil by using the “-omic” and molecular biological techniques. Then we plan to isolate microorganisms from the crude oil samples, study their functions, sequence their genomes and investigate the mechanisms of their adaptation to crude oil environments. We will also inoculate the crude samples as inoculum to check whether the crude oil microorganisms can degrade oil constituents, which will be used to evaluate the potentials of crude oil microorganisms as seed banks.

近年来的研究表明原油中存在微生物，其群落组成与其他环境的不同，且可被用作石油微生物技术开发和应用的种子库（Seedbank），但相关研究才刚刚起步。为此，本申请项目计划从不同油藏采集未受地层水影响的原油样品，利用分子生物学等学科新研究技术和手段，研究不同原油中微生物群落的组成及其与油藏环境因子的关系；利用申请团队开发的新型微生物分离培养装置，从原油中分离培养微生物纯菌株、研究其功能特性，通过基因组测序与比较基因组学分析、初步研究原油中微生物的特征基因组成及其适应石油环境的分子机制；以含有微生物的原油为接种物，研究这些原油微生物对石油烃/石油的降解能力，及其群落组成的变化与影响因素，以图研究原油微生物作为石油微生物技术开发和应用的种子库的可行性与应用方式。通过这些研究，力图比较系统地了解原油微生物的存在特征、功能特性、利用方式等，为研究和开发微生物采油、石油污染治理等技术提供新的技术思路。

近年来的研究表明原油中存在微生物，其群落组成与其他环境的不同，且可被用作石油微生物技术开发和应用的种子库（Seedbank），但相关研究才刚刚起步，许多重要的问题还有待深入地研究。项目通过宏组学分析系统解析了原油微生物群落组成与环境影响因素，提出了油藏微生物群落构建的热力学模型；通过高分辨质谱和单细胞测序研究，揭示了原油油相微小液滴中，微生物代谢原油的化学证据以及特征物种与功能组成；通过新型分离培养与比较基因组分析，分离出油相特有微生物Pseudomonas sp. QH4-13，推测了油相微生物的适应进化机制；通过模拟油藏温压条件下的富集培养，阐明了高压高温条件下特殊功能微生物及其代谢特征；最后项目通过小规模现场试验验证了以油相微生物作为激活目标，实现微生物提高采收率的应用可行性。项目执行期间共发表标注论文12篇，授权发明专利3项，共培养已毕业博士研究生4人，在读博士生3人。项目成果为研究和开发微生物采油、石油污染治理等技术提供新的技术思路。