天然气水合物是一种新型的潜在能源,因其燃烧污染小、能量密度高、资源量巨大等特点而备受关注。2009年,我国在青海省祁连山永久冻土区钻获天然气水合物实物样品,至此跻身陆域天然气水合物矿藏含量最丰富的国家行列。目前,对陆域天然气水合物调查工作已获得大量成果,但天然气水合物形成控制因素复杂,成藏机制与分布规律仍不明确,制约了天然气水合物找矿工作。本课题从微生物多样性角度出发,以祁连山木里盆地三露天井田为重点研究区域,并结合东北漠河冻土区和青藏高原羌塘冻土区地下微生物多样性成果,从群落结构、群落分布、种群互作关系、功能分析及微生物与天然气水合物关系,探讨陆域天然气水合物生境下微生物特征。以期为陆域天然气水合物形成机理和分布规律、天然气水合物区域的划分和后期开发环境生态监测等研究提供依据。同时,从实验室已有的木里地区、漠河地区、羌塘地区地下微生物资源库中筛选可疑新种,进行分类学鉴定。旨在丰富人们对天然气水合物生境下微生物物种的认识,为天然气水合物生境下微生物资源的开发和利用奠定基础。论文的主要结论如下:(1)在陆域天然气水合物生境下,存在大量细菌,其含量与普通土壤环境中的细菌含量相当。微生物物种丰富,共发现23个菌门,645个菌属。在该生境下,微生物特征菌群为Pseudomonas和Sphingomonas,但Pseudomonas与Sphingomonas两属互斥。从菌群功能来看,微生物主要参与有机质分解作用,这一特点与该生境下富含有机质的特点相符。在该生境下,存在产甲烷菌、甲烷厌氧氧化菌ANME-2d和甲烷好氧氧化菌Methylosinus以及SRB,但SRB不参与甲烷厌氧氧化作用。从纵向分布来看,细菌、古菌群落结构及产甲烷菌、甲基营养菌、SRB与天然气水合物分布关系不大。从横向分布来看,产甲烷菌、甲基营养菌及SRB均与天然气水合物的分布相关,与推测的天然气水合物平面区相符。(2)祁连山木里盆地地下微生物资源库的新菌DK6-37T为Hymenobbacter菌属新种成员,命名为Hymenobacter qilianensis sp.nov.,其简要特征如:菌种为红色、圆形、无运动性、革兰氏阴性细菌。其最适生长条件为28℃、pH 7.0、0%(w/v)NaCl。MK-7为主要醌。极性脂包括磷脂酰乙醇胺、两种未知氨基磷脂、一种未知氨脂和三种未知极性脂。主要脂肪酸为summedfeature3(C16:1ω7c和/或 C16:1ω6c)、summed feature 4(anteiso-C17:1 B和/或 iso-C17:1I)、C16:1ω5c,iso-C17:03-OH,iso-C15:0和C18:0。DNA G+C含量为67mol%。(3)东北漠河盆地地下微生物资源库的新菌Z8T为Phyllobacteriaaceae菌科新属新种成员,命名为Tianweitania sediminis gen.nov.,sp.nov.。Tianweitania sediminis的简要特征如:主要的脂肪酸为summed feature 4(iso-C17:1 I和/或anteiso-C17:1 B)summed feature 8(C18:1ω7c和/C18:1ω6c);主要醌为ubiquinone-10;主要的极性脂为糖脂、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰甲基乙醇胺。DNA G+C 含量为 59.6 mol%。(4)东北漠河盆地地下微生物资源库的新菌Z6T为Sphingomonas菌属新种成员,命名为Sphingomonas mohensis sp.nov.,其简要特点如:菌种为棒状、革兰氏阴性菌。其最适生长条件为300℃、pH7、0%(w/v)NaCl。主要极性脂包括双磷脂酰甘油、磷脂酰乙醇胺、神经鞘糖脂和两种未知磷脂;主要醌为ubiquinone-10;主要脂肪酸包括 summed feature 8(C18:1ω7c 和/或C18:1ω6c和 summed feature 3(C16:1ω6c和/或C16:1ω7c);主要多胺为高精脒。DNAG+C含量为65.2 mol%。