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油藏CO2生物固定及转化产CH4技术是目前国际上的研究热点,有着巨大的潜在经济价值。为了深入了解油藏中参与CO2固定及其转化产CH4过程的微生物,本文以油藏产出液为研究对象,采用分子生物学方法分析了不同油藏环境中的微生物群落结构以及与CO2固定及转化产CH4过程相关的功能基因,并通过富集培养的方式构建了CO2生物转化产CH4体系,结合分子生物学和化学手段对体系中的微生物组成以及气体代谢产物进行了深入的研究。利用分子生物学方法分析了不同温度油藏产出液中与CO2固定及转化产CH4相关的功能基因多样性。结果显示,在四个不同温度油藏产出液中均检测到了固定CO2功能基因(cbbL、cbbM和FTHFS),产氢功能基因(FeFe-hydrogenase)和产CH4功能基因(mcrA),其多样性均比较丰富。利用分子生物学的方法分析了高温油藏注CO2波及区与CO未波及区产出液中微生物群落结构以及与CO2固定及转化产CH4相关的功能基因多样性。结果显示,注CO2波及区样品的优势细菌都来自变形菌门(Proteobacteria),分别为莫拉氏菌科(Moraxellaceae)和假单胞菌科(Pseudomonadaceae),CO2未波及区样品的优势细菌都来自热脱硫杆菌门(Thermodesulfobacteria)的热脱硫杆菌科(Thermodesulfobacteriaceae)。注CO2波及区和未波及区样品优势古菌均为属于氢营养型产甲烷菌的甲烷杆菌属(Methanothermobacter)。在所有样品中均检测到了cbbL。 cbbM、FTHFS和mcrA基因,且都呈现出了丰富的多样性,而FeFe-hydrogenase基因并未在注CO2波及区样品C1中检测到。以油藏产出液为接种物,在添加NaHCO3与未添加NaHCO3条件下分别进行厌氧富集培养,构建CO2生物转化产CH4体系。在最初缺少H2的培养体系中加入乙酸钠培养12天后,在两体系中均检测到了CH4,培养120天后两体系中CH4含量分别为18.341mmol/L(添加NaHCO3)和2.717mmol/L(未添加NaHCO3)。此外,基因克隆文库的分析结果表明两体系在加入乙酸钠培养前后的微生物组成均发生了变化,可以利用乙酸共生产氢的Syntrophomonadaceae以及属于氢营养型的产甲烷菌属Methanothermobacter丰度都明显增大,说明体系向有利于CO2转化产CH4的方向转化。本研究以油藏环境中CO2生物固定及转化产CH4为背景,通过对微生物群落结构和功能基因分析以及富集培养转化体系构建的研究证明了油藏环境具有能够固定CO2及转化CO2生成CH4的微生物基础,深化了对CO2转化产CH4菌群的认识,为油藏埋存CO2的生物固定及其转化利用的研究和应用提供了技术参考。