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硝酸盐还原菌与硫酸盐还原菌的相互作用

作　者: 冯雯雯
导　师: 牟伯中
学　校: 华东理工大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 硫酸盐还原菌 硝酸盐还原菌 油藏 功能基因
分类号: Q93
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


硝酸盐还原菌与硫酸盐还原菌共存于油藏中。硫酸盐还原菌生长过程中产生硫化氢,会将油藏水样酸化,从而使油藏产出水的管道发生腐蚀。油藏中的硝酸盐还原菌在与硫酸盐还原菌共生的过程中,抑制水样中硫化氢的产生,从而减弱或者抑制水样的酸化和管道的腐蚀。本文通过化学方法改变碳源、氮源、磷源及其比例和总浓度,研究硫酸盐还原菌最优培养基。优化后的培养基组成为：Na2HPO4·12H2O 4.35 g/L, KH2PO41.07 g/L,蔗糖0.57 g/L, NH4Cl0.53 g/L。结果表明,无机盐和有机物均能促进硫酸盐还原菌的生长,是硫酸盐还原菌培养基中不可缺少的部分。应用分子生物学方法,以分别编码细胞间质硝酸盐还原酶亚基和膜连的硝酸盐还原酶亚基的功能基因napA和narG, PCR-DGGE和建立功能基因文库等,研究了不同油藏水样中硝酸盐还原菌的群落结构、以及对不同有机碳源的反应。结果表明,油藏水样中硝酸盐还原菌均属于嗜中温菌,用有机酸富集到更多的肠杆菌属,而混合烷烃可以富集到a变形杆菌。将硝酸盐还原菌和硫酸盐还原菌混合培养,分析了其相互作用的过程中硝酸盐还原菌对液相中硫化氢的抑制效果,一周之内抑制效果不断上升,抑制率达到65.4%。通过napA功能基因研究两种菌共生时硝酸盐还原菌群落,发现序列都属于Burkholderiaceae属。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-24
  1.1 硫酸盐还原菌与硝酸盐还原菌概述  10-12
    1.1.1 硫酸盐还原菌概述  10-11
    1.1.2 硝酸盐还原菌概述  11-12
    1.1.3 油藏中的硝酸盐还原菌与硫酸盐还原菌  12
  1.2 硫酸盐还原菌腐蚀及防治机理  12-14
    1.2.1 油田回注水中SRB腐蚀机理  12-13
    1.2.2 SRB腐蚀传统防治方法  13
    1.2.3 新型微生物防治法  13-14
  1.3 硝酸盐还原菌与硫酸盐还原菌的相互作用机理  14-16
    1.3.1 基质竞争抑制  14
    1.3.2 中间产物抑制  14-15
    1.3.3 系统内部厌氧循环  15
    1.3.4 同时具有硝酸盐还原和硫酸盐还原能力的细菌  15
    1.3.5 电位控制观点  15-16
  1.4 环境因素对SRB和NRB分布的影响  16-17
    1.4.1 碳源影响  16
    1.4.2 环境深度影响  16-17
    1.4.3 溶解氧影响  17
  1.5 硝酸盐还原-硫酸盐氧化菌(NR-SOB)  17-18
    1.5.1 硫化物氧化细菌  17-18
    1.5.2 固有的硝酸盐还原-硫酸盐氧化菌  18
    1.5.3 NR-SOB调控SRB的丰度  18
  1.6 硝酸盐或亚硝酸盐注入调控SRB和NRB丰度  18-20
    1.6.1 SRB和NRB竞争底物  18-19
    1.6.2 控制硫化亚铁生产  19
    1.6.3 长时间注入硝酸盐的影响  19
    1.6.4 注入硝酸盐对嗜温与嗜热SRB的影响  19-20
  1.7 硝酸盐还原酶  20-23
    1.7.1 硝酸盐还原酶形态结构  20
    1.7.2 铝酸盐控制SRB  20-21
    1.7.3 硝酸盐还原酶的研究方法  21-23
  1.8 课题主要研究目的和内容  23-24
    1.8.1 研究的目的和意义  23
    1.8.2 研究的主要内容  23-24
第2章 硫酸盐还原菌生长特性  24-36
  2.1 亚甲基蓝显色法测定硫化氢含量  24-25
    2.1.1 主要仪器和试剂  24
    2.1.2 试验方法  24-25
  2.2 硫酸盐还原菌培养基优化  25-31
    2.2.1 培养基优化试验设计  25
    2.2.2 气相和液相硫化氢的测定及分析  25-31
  2.3 不同培养基组成对硫酸盐还原菌生长的影响  31-35
    2.3.1 硫酸盐还原菌及产出水来源  31-32
    2.3.2 不同培养基试验设计  32
    2.3.3 气相液相硫化氢的测定及分析  32-35
  2.4 本章小结  35-36
第3章 napA基因的分析条件优化  36-43
  3.1 功能基因引物来源  36
  3.2 培养及DNA提取  36-37
    3.2.1 样品培养  36
    3.2.2 DNA提取  36-37
  3.3 功能基因PCR条件探索  37-40
    3.3.1 试验初始条件设计  37-38
    3.3.2 退火温度、引物浓度正交实验分析  38-39
    3.3.3 退火温度及预混体系(2×PCR master mix)用量正交实验  39-40
  3.4 功能基因DGGE条件优化  40-42
    3.4.1 试验初始条件设计  40
    3.4.2 凝胶梯度优化  40-41
    3.4.3 运行电压和时间优化  41-42
  3.5 本章小结  42-43
第4章 油藏产出水中硝酸盐还原菌群落结构  43-61
  4.1 napA基因分析不同油藏中心井硝酸盐还原菌群落多样性  43-49
    4.1.1 实验水样来源  43
    4.1.2 PCR  43-44
    4.1.3 DNA纯化回收  44
    4.1.4 DGGE  44-46
    4.1.5 基因文库建立  46-47
    4.1.6 不同中心井产出水中的硝酸盐还原菌  47-49
  4.2 napA基因分析宝联油藏硝酸盐还原菌群落多样性  49-51
    4.2.1 试验水样来源  49-50
    4.2.2 napA片段分析  50
    4.2.3 宝联油藏产出水中的硝酸盐还原菌  50-51
  4.3 napA基因分析有机碳源对硝酸盐还原菌多样性的影响  51-56
    4.3.1 实验水样来源及培养  51-52
    4.3.2 napA片段分析  52
    4.3.3 有机酸影响的硝酸盐还原菌群落结构  52-54
    4.3.4 烷烃影响的硝酸盐还原菌群落结构  54-56
  4.4 narG基因分析不同油藏产出水中硝酸盐还原菌群落多样性  56-60
    4.4.1 实验水样的来源  56-57
    4.4.2 narG片段分析  57
    4.4.3 narG分析不同油藏产出水中的硝酸盐还原菌  57-60
  4.5 硝酸盐还原菌分布  60
    4.5.1 硝酸盐还原菌分布分析  60
  4.6 本章小结  60-61
第5章 硝酸盐还原菌对硫酸盐还原菌的抑制  61-67
  5.1 硝酸盐还原菌抑制硫化氢产生  61-65
    5.1.1 试验水样来源  61
    5.1.2 硝酸盐还原菌及硫酸盐还原菌分别培养  61-62
    5.1.3 硝酸盐还原菌与硫酸盐还原菌相互作用  62
    5.1.4 硫化氢测定  62-64
    5.1.5 硫化氢抑制率  64
    5.1.6 小结  64-65
  5.2 硝酸盐还原菌群落结构的改变  65-66
    5.2.1 PCR-DGGE  65-66
    5.2.2 硝酸盐还原菌群落变化  66
  5.3 本章小结  66-67
第6章 结论  67-68
参考文献  68-72
致谢  72-73
附录  73-78

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中图分类: > 生物科学 > 微生物学
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