srRNA基因技術(shù)在油藏微生物研究的應(yīng)用研究背景

1、1會計(jì)學(xué)srRNA基因技術(shù)在油藏微生物研究的應(yīng)基因技術(shù)在油藏微生物研究的應(yīng)用研究背景用研究背景16s rRNA基因技術(shù)在油藏微生物研究的應(yīng)用基因技術(shù)在油藏微生物研究的應(yīng)用分子生態(tài)學(xué)研究方法分子生態(tài)學(xué)研究方法234 傳統(tǒng)研究方法傳統(tǒng)研究方法厭氧微生物介紹厭氧微生物介紹11.厭氧微生物的定義：厭氧微生物的定義： 厭氧微生物尚無公認(rèn)的確切定義，但通常認(rèn)為這是一厭氧微生物尚無公認(rèn)的確切定義，但通常認(rèn)為這是一類只能在低氧分壓的條件下生長，而不能在空氣（類只能在低氧分壓的條件下生長，而不能在空氣（18%18%氧氧氣）和（或）氣）和（或）1010二氧化碳濃度下的固體培養(yǎng)基表面生長二氧化碳濃度下的固體培養(yǎng)基表

2、面生長的微生物。的微生物。嚴(yán)格厭氧微生物嚴(yán)格厭氧微生物：氧氣對其有毒：氧氣對其有毒性性厭氧微生物厭氧微生物兼性厭氧微生物兼性厭氧微生物：有氧無氧條件：有氧無氧條件下都可生存。下都可生存。2.幾種厭氧微生物的圖片：幾種厭氧微生物的圖片：1.厭氧微生物研究方法背景：厭氧微生物研究方法背景： 厭氧微生物是整個(gè)微生物世界的一個(gè)重要組成部分。但由于厭氧厭氧微生物是整個(gè)微生物世界的一個(gè)重要組成部分。但由于厭氧微生物難于培養(yǎng)其相關(guān)的技術(shù)一直未得到很好的開發(fā)利用，但隨著近微生物難于培養(yǎng)其相關(guān)的技術(shù)一直未得到很好的開發(fā)利用，但隨著近二十多年隨著厭氧操作技術(shù)的不斷完善，厭氧微生物研究方法的不斷二十多年隨著厭氧操作

3、技術(shù)的不斷完善，厭氧微生物研究方法的不斷改進(jìn)，尤其近十多年來許多新技術(shù)和方法的應(yīng)用，致使厭氧微生物學(xué)改進(jìn)，尤其近十多年來許多新技術(shù)和方法的應(yīng)用，致使厭氧微生物學(xué)取得很大的進(jìn)展，獲得了豐碩的成果。取得很大的進(jìn)展，獲得了豐碩的成果。2、常見的幾種傳統(tǒng)研究技術(shù)與方法：、常見的幾種傳統(tǒng)研究技術(shù)與方法：一般厭氧技術(shù)一般厭氧技術(shù)嚴(yán)格厭氧技術(shù)嚴(yán)格厭氧技術(shù)其他厭氧技術(shù)其他厭氧技術(shù)2.1一般厭氧技術(shù)：一般厭氧技術(shù)：厭氧袋厭氧袋厭氧罐厭氧罐2.1.1厭氧袋技術(shù)：厭氧袋技術(shù)： 根據(jù)氫根據(jù)氫“燃燒燃燒”除氧的原理所設(shè)計(jì)的一種簡易厭氧袋，不但除氧的原理所設(shè)計(jì)的一種簡易厭氧袋，不但適用于培養(yǎng)各種臨床標(biāo)本中的厭氧菌，也適合

4、培養(yǎng)其他專性厭氧適用于培養(yǎng)各種臨床標(biāo)本中的厭氧菌，也適合培養(yǎng)其他專性厭氧菌。菌。2.1.1.1厭氧袋技術(shù)原理：厭氧袋技術(shù)原理：利用氫硼化鈉利用氫硼化鈉(NaBH4)(NaBH4)或氫硼化鉀或氫硼化鉀(KBH4)(KBH4)與水反應(yīng)產(chǎn)生氫，氫與密封袋中的氧與水反應(yīng)產(chǎn)生氫，氫與密封袋中的氧氣在把催化下結(jié)合成水，從而建立起無氧小環(huán)境。氣在把催化下結(jié)合成水，從而建立起無氧小環(huán)境。1厭氧袋中二氧化碳由下列反應(yīng)提供厭氧袋中二氧化碳由下列反應(yīng)提供: :檸檬酸檸檬酸+3NaH003+3NaH003一檸檬酸鈉一檸檬酸鈉+3H2O+3CO2+3H2O+3CO22利用美藍(lán)的變色反應(yīng)作為厭氧度的指示劑。厭氧環(huán)境則指示

5、利用美藍(lán)的變色反應(yīng)作為厭氧度的指示劑。厭氧環(huán)境則指示劑呈無色，有劑呈無色，有O O2 2則變?yōu)樗{(lán)色。也有用刃天青指示劑。則變?yōu)樗{(lán)色。也有用刃天青指示劑。32.1.2厭氧罐技術(shù)：厭氧罐技術(shù)： 厭氧罐的商品名為厭氧罐的商品名為JarJar，一種小型的培養(yǎng)厭氧菌的密封容器。國外的名，一種小型的培養(yǎng)厭氧菌的密封容器。國外的名牌有牌有“Gaspak”“Gaspak”、“Tobal”“Tobal”、“BTL”“BTL”、“Don whitley“Don whitley”等厭氧罐。使等厭氧罐。使厭氧罐達(dá)到無氧狀態(tài)有多種方法，例如，用抽氣換氣法以氮或二氧化碳驅(qū)厭氧罐達(dá)到無氧狀態(tài)有多種方法，例如，用抽氣換氣法以

6、氮或二氧化碳驅(qū)除罐內(nèi)氧氣除罐內(nèi)氧氣; ;在各種不同的除氧方法中，獲得最迅速發(fā)展和廣泛使用的是在各種不同的除氧方法中，獲得最迅速發(fā)展和廣泛使用的是利用含把利用含把( (或鉑或鉑) )的常溫催化劑使氫與氧發(fā)生的常溫催化劑使氫與氧發(fā)生“燃燒燃燒”以達(dá)到除氧的方法。以達(dá)到除氧的方法。2.1.2.1厭氧罐技術(shù)構(gòu)造：厭氧罐技術(shù)構(gòu)造：罐體罐體目前最廣泛使用的厭氧罐體都是采用目前最廣泛使用的厭氧罐體都是采用透明的聚碳酸醋硬質(zhì)塑料制成。常見的規(guī)格是內(nèi)徑透明的聚碳酸醋硬質(zhì)塑料制成。常見的規(guī)格是內(nèi)徑為為15Cm，高，高25cm的圓筒形罐體，其內(nèi)可放直徑的圓筒形罐體，其內(nèi)可放直徑gcm培養(yǎng)皿培養(yǎng)皿10只只;在蓋的下方

7、中央，旋連著一個(gè)金屬絲在蓋的下方中央，旋連著一個(gè)金屬絲網(wǎng)盒，用于存放活化的鈀粒網(wǎng)盒，用于存放活化的鈀粒H2和和CO2的供應(yīng)的供應(yīng)厭氧罐供氫和厭氧罐供氫和CO2CO2有內(nèi)源法和外源法兩種。內(nèi)源法相似于厭氧袋。外源有內(nèi)源法和外源法兩種。內(nèi)源法相似于厭氧袋。外源法抽氣換氣程序?yàn)榉ǔ闅鈸Q氣程序?yàn)? :抽氣抽氣- -換氣一再抽氣一充換氣一再抽氣一充N2N2一一CO2CO2一一H2H2催化劑和催化劑和厭氧指示劑厭氧指示劑一般用常溫下即可起催化的一般用常溫下即可起催化的“冷式冷式”催化劑，如催化劑，如“鈀粒鈀粒”等，它是由含等，它是由含鈀鈀的的石棉等填充料加工而成的。每次使用前，把催化劑石棉等填充料加工而成

8、的。每次使用前，把催化劑都應(yīng)在都應(yīng)在140一一160烘箱內(nèi)烘烘箱內(nèi)烘2h活化。指示劑為美藍(lán)。活化。指示劑為美藍(lán)。2.1.2.2厭氧罐技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)：厭氧罐技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 1、沒有厭氧分離操作系統(tǒng)沒有厭氧分離操作系統(tǒng)。2 2、對厭氧菌進(jìn)行恒溫厭氧培養(yǎng)時(shí)對厭氧菌進(jìn)行恒溫厭氧培養(yǎng)時(shí)，要將厭氧罐放置到另一個(gè)恒溫，要將厭氧罐放置到另一個(gè)恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)箱( (不不如如BugBoxBugBox等厭氧工作站方便，能等厭氧工作站方便，能二二者兼顧者兼顧) )。3 3、對厭氧菌培養(yǎng)的好壞不易觀察對厭氧菌培養(yǎng)的好壞不易觀察。4 4、因?yàn)閷⒚芊庀到y(tǒng)啟開取出觀察因?yàn)閷⒚芊庀到y(tǒng)啟開取出觀察，勢必造成厭

9、氧環(huán)境被破，勢必造成厭氧環(huán)境被破壞。壞。1 1、目前已廣泛使用在醫(yī)院啤酒廠、目前已廣泛使用在醫(yī)院啤酒廠等場所。等場所。2 2、輕便、簡單輕便、簡單。3 3、與厭氧袋對比，某些厭氧罐法與厭氧袋對比，某些厭氧罐法也采用外源也采用外源H2H2和和C CO2O2，相對而言方，相對而言方便、省時(shí)，易操作。便、省時(shí)，易操作。2.2嚴(yán)格厭氧技術(shù)：嚴(yán)格厭氧技術(shù)： 有區(qū)別于一般厭氧技術(shù)，為了培養(yǎng)嚴(yán)格厭氧微生物而開發(fā)的嚴(yán)格厭氧技術(shù)有區(qū)別于一般厭氧技術(shù)，為了培養(yǎng)嚴(yán)格厭氧微生物而開發(fā)的嚴(yán)格厭氧技術(shù)對厭氧環(huán)境要求更為嚴(yán)格。其所能提供的厭氧環(huán)境更為嚴(yán)格。對厭氧環(huán)境要求更為嚴(yán)格。其所能提供的厭氧環(huán)境更為嚴(yán)格。目前主要技術(shù)目

10、前主要技術(shù)厭氧手套箱法厭氧手套箱法( (如英國如英國RuskinnRuskinn厭氧工作站）厭氧工作站）2.2.1厭氧手套箱技術(shù)：厭氧手套箱技術(shù)：以以RuskinnRuskinn的厭氧工作站為例：的厭氧工作站為例： 這種厭氧手套箱工作站匯集分離純化操作、恒溫培養(yǎng)、方便觀察等傳統(tǒng)厭氧這種厭氧手套箱工作站匯集分離純化操作、恒溫培養(yǎng)、方便觀察等傳統(tǒng)厭氧袋或罐所不具備的功能于一體且產(chǎn)品的類型包括專性厭氧、微好氧和低氧袋或罐所不具備的功能于一體且產(chǎn)品的類型包括專性厭氧、微好氧和低氧( (次氧次氧) )的系列培養(yǎng)條件，充分滿足當(dāng)代微生物學(xué)家及專業(yè)人士對厭氧培養(yǎng)應(yīng)具備的功的系列培養(yǎng)條件，充分滿足當(dāng)代微生物學(xué)

11、家及專業(yè)人士對厭氧培養(yǎng)應(yīng)具備的功能多樣化和產(chǎn)品系列化的綜合要求。能多樣化和產(chǎn)品系列化的綜合要求。2.2.2厭氧手套箱技術(shù)原理厭氧手套箱技術(shù)原理： 基本原理相同于傳統(tǒng)的厭氧罐、厭氧袋，但基本原理相同于傳統(tǒng)的厭氧罐、厭氧袋，但RuskinnRuskinn的厭氧工作站的厭氧工作站作了較科學(xué)的改進(jìn)，從而使其確保了比傳統(tǒng)厭氧罐或厭氧袋更嚴(yán)格的作了較科學(xué)的改進(jìn)，從而使其確保了比傳統(tǒng)厭氧罐或厭氧袋更嚴(yán)格的厭氧環(huán)境。厭氧環(huán)境。采用外源供氣采用外源供氣( (一個(gè)單瓶供氣一個(gè)單瓶供氣) )，氣體為無氧混，氣體為無氧混合氣體合氣體; ;也可選雙氣供氣，即多加一個(gè)氮?dú)馄浚@種也可選雙氣供氣，即多加一個(gè)氮?dú)馄?，這種消耗

12、更為經(jīng)濟(jì)。消耗更為經(jīng)濟(jì)。RuskinnRuskinn厭氧工作站各型號均采用特殊處理的厭氧工作站各型號均采用特殊處理的把催化劑，省去了每次使用后的活化步驟，該催化劑把催化劑，省去了每次使用后的活化步驟，該催化劑可使用一年以上。可使用一年以上。Ruskim:Ruskim:厭氧工作站對傳統(tǒng)厭氧罐的吸濕系統(tǒng)作了很大改進(jìn)。厭氧工作站對傳統(tǒng)厭氧罐的吸濕系統(tǒng)作了很大改進(jìn)。如：如：concept400concept400厭氧工作站在操作室頂部裝了一個(gè)恒厭氧工作站在操作室頂部裝了一個(gè)恒濕器，當(dāng)濕度高于設(shè)定值時(shí)，該恒濕器自動除濕濕器，當(dāng)濕度高于設(shè)定值時(shí)，該恒濕器自動除濕; ;當(dāng)當(dāng)環(huán)境濕度低于設(shè)定值時(shí)，該裝置將收集

13、到冷凝水蒸發(fā)，以提環(huán)境濕度低于設(shè)定值時(shí)，該裝置將收集到冷凝水蒸發(fā)，以提高環(huán)境的濕度。高環(huán)境的濕度。2.2.3厭氧手套箱技術(shù)特點(diǎn)厭氧手套箱技術(shù)特點(diǎn)：工作容量大，工作室可放置多達(dá)工作容量大，工作室可放置多達(dá)550個(gè)個(gè)90mm的培養(yǎng)的培養(yǎng)皿，皿，2可調(diào)節(jié)的高密度熒光燈和鹵素觀察燈，由腳動開關(guān)可調(diào)節(jié)的高密度熒光燈和鹵素觀察燈，由腳動開關(guān)控制?？刂?。4快速轉(zhuǎn)移閘裝置可保證在快速轉(zhuǎn)移閘裝置可保證在45秒內(nèi)轉(zhuǎn)移秒內(nèi)轉(zhuǎn)移40多個(gè)多個(gè)90mm培養(yǎng)皿培養(yǎng)皿3 3符合人類環(huán)境改造學(xué)設(shè)計(jì)原理符合人類環(huán)境改造學(xué)設(shè)計(jì)原理3 12.2.4厭氧手套箱技術(shù)優(yōu)點(diǎn)厭氧手套箱技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：厭氧培養(yǎng)技術(shù)的厭氧培養(yǎng)技術(shù)的多功能多功能性性:

14、:與傳統(tǒng)的厭氧罐對比，厭氧工與傳統(tǒng)的厭氧罐對比，厭氧工作站能在其工作箱中進(jìn)行高質(zhì)量的厭氧菌的分離、純化、培作站能在其工作箱中進(jìn)行高質(zhì)量的厭氧菌的分離、純化、培養(yǎng)，且易觀察養(yǎng)，且易觀察( (不用解除厭氧環(huán)境不用解除厭氧環(huán)境) )?？焖俸透哔|(zhì)量地分離效果快速和高質(zhì)量地分離效果: :通過袖式裸手操作系統(tǒng)和快速通過袖式裸手操作系統(tǒng)和快速氣閘轉(zhuǎn)移系統(tǒng)可快速操作和分離厭氧菌。而傳統(tǒng)厭氧罐或厭氣閘轉(zhuǎn)移系統(tǒng)可快速操作和分離厭氧菌。而傳統(tǒng)厭氧罐或厭氧袋沒有分離操作空間。氧袋沒有分離操作空間。2.3其他厭氧技術(shù)：其他厭氧技術(shù)：1、生物耗氧法、生物耗氧法2、亨蓋特厭氧滾管技術(shù)、亨蓋特厭氧滾管技術(shù)3、皰肉培養(yǎng)基、皰肉

15、培養(yǎng)基1.分分子生態(tài)學(xué)引入背景：子生態(tài)學(xué)引入背景：（1 1）傳統(tǒng)的厭氧微生物分離培養(yǎng)方法不能滿足厭氧微生物原位識）傳統(tǒng)的厭氧微生物分離培養(yǎng)方法不能滿足厭氧微生物原位識別及形態(tài)學(xué)研究的需要?jiǎng)e及形態(tài)學(xué)研究的需要, ,并且在多樣性和動力學(xué)研究方面還存在著并且在多樣性和動力學(xué)研究方面還存在著嚴(yán)重的局限性：嚴(yán)重的局限性：培養(yǎng)過程培養(yǎng)過程復(fù)雜耗時(shí)復(fù)雜耗時(shí); ;只能反映顯微鏡條件下只能反映顯微鏡條件下極少部分極少部分(10%)(10%)的菌落數(shù)的菌落數(shù)。（2 2）近）近1010年發(fā)展起來的以分子生物學(xué)方法為基礎(chǔ)的分子生態(tài)學(xué)年發(fā)展起來的以分子生物學(xué)方法為基礎(chǔ)的分子生態(tài)學(xué), ,大大拓寬了厭氧微生物生態(tài)學(xué)的研究視

16、野大大拓寬了厭氧微生物生態(tài)學(xué)的研究視野, ,使之可以更客觀、更直使之可以更客觀、更直接地探討厭氧微生物種群結(jié)構(gòu)、遺傳多樣性及其與環(huán)境間的相互接地探討厭氧微生物種群結(jié)構(gòu)、遺傳多樣性及其與環(huán)境間的相互關(guān)系。關(guān)系。2. .分子生態(tài)學(xué)技術(shù)：分子生態(tài)學(xué)技術(shù)： 1、核酸探針檢測技術(shù)、核酸探針檢測技術(shù) 2、利用引物的、利用引物的PCRPCR技術(shù)技術(shù)3、DNADNA序列分析序列分析4、基因芯片技術(shù)、基因芯片技術(shù)2. .1核酸探針檢測技術(shù)核酸探針檢測技術(shù)：2.1.1原理：以核酸分子原理：以核酸分子雜交技術(shù)雜交技術(shù)為核心為核心, ,利用探針分析利用探針分析DNADNA序列及片段長度多態(tài)性序列及片段長度多態(tài)性. .

17、2.1.2探針：能與特定核苷酸序列發(fā)生特異性互補(bǔ)的已知核酸片段。探針：能與特定核苷酸序列發(fā)生特異性互補(bǔ)的已知核酸片段。3、PCR產(chǎn)物或人工合成的寡核苷酸探針產(chǎn)物或人工合成的寡核苷酸探針2、從從RNA制備制備cDNA探針探針1、長探針和短探針、長探針和短探針探針類型：探針類型：2.1.3應(yīng)用方向應(yīng)用方向：（1 1）應(yīng)用于對環(huán)境中的厭氧微生物的檢測）應(yīng)用于對環(huán)境中的厭氧微生物的檢測, ,定性、定量分析它們的存在、定性、定量分析它們的存在、分布、豐度和適應(yīng)性等研究目標(biāo)。分布、豐度和適應(yīng)性等研究目標(biāo)。（2 2）作為一種能高度靈敏檢測污染環(huán)境下厭氧微生物種群變化的方法。）作為一種能高度靈敏檢測污染環(huán)境下

18、厭氧微生物種群變化的方法。2. .2利用引物的利用引物的PCR技術(shù)技術(shù)：2.2.1簡介：簡介：1985年年,Mullis發(fā)明了聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)明了聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù)技術(shù),即即以一對特定的寡核苷酸片段為引物以一對特定的寡核苷酸片段為引物,在在耐熱的耐熱的TaqDNA聚合酶聚合酶作作用下用下,體外合成特異的體外合成特異的DNA片段片段,在數(shù)小時(shí)內(nèi)可將目的基因擴(kuò)增上在數(shù)小時(shí)內(nèi)可將目的基因擴(kuò)增上百萬倍百萬倍.2.2.2意義：使得在復(fù)雜環(huán)境中意義：使得在復(fù)雜環(huán)境中,對那些混合物內(nèi)低含量的群體對那些混合物內(nèi)低含量的群體成員或微生物群中某個(gè)特異基因的檢測與研究成為可能成員或微生物群中某個(gè)特異基因的

19、檢測與研究成為可能.PCR技術(shù)分類：技術(shù)分類：1)反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄PCR技術(shù)技術(shù)(RT-PCR)2）競爭）競爭PCR(C-PCR)3）隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性）隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA技術(shù)技術(shù)(RAPD)2.3DNA序列分析技術(shù)序列分析技術(shù)： 最充分揭示最充分揭示DNADNA多樣性多樣性的方法是的方法是DNADNA序列分析序列分析. .尤其是熒光標(biāo)尤其是熒光標(biāo)記的核酸自動測序儀的普遍使用記的核酸自動測序儀的普遍使用, ,同時(shí)隨著分子信息學(xué)的發(fā)展同時(shí)隨著分子信息學(xué)的發(fā)展, ,已有許多功能基因及專門的已有許多功能基因及專門的rDNArDNA序列數(shù)據(jù)庫軟件供序列比較序列數(shù)據(jù)庫軟件供序列比較, ,使核基因的序列分析可揭

20、示更高水平多態(tài)性使核基因的序列分析可揭示更高水平多態(tài)性. . 生態(tài)學(xué)上用的最多的是生態(tài)學(xué)上用的最多的是“通用通用”引物擴(kuò)增引物擴(kuò)增DNADNA某些基因某些基因( (如如rDNA)rDNA)的的DNADNA片段片段, ,隨后用通用引物直接測序隨后用通用引物直接測序. .2.4基因芯片技術(shù)基因芯片技術(shù)：2.4.1 簡介：簡介： 基因芯片基因芯片(Microarray)(Microarray)技術(shù)于技術(shù)于19911991年首次在年首次在ScienceScience雜雜志上被提出志上被提出, ,是生物芯片是生物芯片(Biochip)(Biochip)的一種。的一種。 該技術(shù)是隨著人類基因組計(jì)劃的逐步實(shí)

21、施和分子生物該技術(shù)是隨著人類基因組計(jì)劃的逐步實(shí)施和分子生物學(xué)的迅猛發(fā)展而產(chǎn)生的。在短短的學(xué)的迅猛發(fā)展而產(chǎn)生的。在短短的1010多年時(shí)間里基因芯片多年時(shí)間里基因芯片的研究和應(yīng)用取得了巨大的進(jìn)步。的研究和應(yīng)用取得了巨大的進(jìn)步?；蛐酒夹g(shù)分類：基因芯片技術(shù)分類：1、含有編碼關(guān)于不同生物化學(xué)循環(huán)過程關(guān)鍵酶的功、含有編碼關(guān)于不同生物化學(xué)循環(huán)過程關(guān)鍵酶的功能基因芯片。能基因芯片。2、含有源于核糖體核酸、含有源于核糖體核酸(rRNA)基因探針的系統(tǒng)發(fā)基因探針的系統(tǒng)發(fā)育的寡核苷酸芯片育的寡核苷酸芯片3、用純培養(yǎng)微生物的整個(gè)、用純培養(yǎng)微生物的整個(gè)DNA基因組構(gòu)建的群落基因基因組構(gòu)建的群落基因組芯片組芯片2.4

22、.2技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)優(yōu)點(diǎn)： 與傳統(tǒng)的多孔膜核酸雜交技術(shù)相比與傳統(tǒng)的多孔膜核酸雜交技術(shù)相比, ,玻玻片等為載體的基因芯片提供了更多的優(yōu)點(diǎn)片等為載體的基因芯片提供了更多的優(yōu)點(diǎn), ,如高密度、高靈敏度、快速實(shí)時(shí)檢測、如高密度、高靈敏度、快速實(shí)時(shí)檢測、經(jīng)濟(jì)、自動化和低背景水平等經(jīng)濟(jì)、自動化和低背景水平等1. .研究背景：研究背景：（1）厭氧微生物采油技術(shù)）厭氧微生物采油技術(shù)(MEOR)技術(shù)相對其它的技術(shù)相對其它的3次采油技次采油技術(shù)具有術(shù)具有成本低成本低、適用范圍廣適用范圍廣、環(huán)境相對友好環(huán)境相對友好等優(yōu)點(diǎn)而備受重視等優(yōu)點(diǎn)而備受重視（2）作為地下生物圈的組成部分）作為地下生物圈的組成部分,油藏微生物（主

23、要是厭氧微生油藏微生物（主要是厭氧微生物）不僅在元素的生物地球化學(xué)循環(huán)過程中起著重要作用物）不僅在元素的生物地球化學(xué)循環(huán)過程中起著重要作用,其獨(dú)其獨(dú)特的生理生化特征及微生物產(chǎn)生的酶和其他代謝產(chǎn)物在特的生理生化特征及微生物產(chǎn)生的酶和其他代謝產(chǎn)物在生物技術(shù)生物技術(shù)上具有巨大應(yīng)用潛力上具有巨大應(yīng)用潛力2.油藏微生物類群：油藏微生物類群：微生物類群微生物類群鐵還鐵還原菌原菌發(fā)酵發(fā)酵菌菌硝酸鹽硝酸鹽還原菌還原菌產(chǎn)甲產(chǎn)甲烷古烷古菌菌等等硫酸硫酸鹽還鹽還原菌原菌3.技術(shù)原理：技術(shù)原理： （3)16S rRNA基因的全序列分為基因的全序列分為可變區(qū)和恒定區(qū)可變區(qū)和恒定區(qū)兩部分兩部分,可變區(qū)序列可變區(qū)序列因不同

24、細(xì)菌而異因不同細(xì)菌而異,恒定區(qū)序列基本保守?？梢岳煤愣▍^(qū)序列擴(kuò)增，利用恒定區(qū)序列基本保守?？梢岳煤愣▍^(qū)序列擴(kuò)增，利用可變區(qū)序列的差異來對不同屬、種的細(xì)菌進(jìn)行分類鑒定。可變區(qū)序列的差異來對不同屬、種的細(xì)菌進(jìn)行分類鑒定。 （2)16S rDNA分子結(jié)構(gòu)上分子結(jié)構(gòu)上高度保守高度保守,只在某些位置有少量的核苷酸序只在某些位置有少量的核苷酸序列改變列改變,而且這些位置的改變有屬或種特異性而且這些位置的改變有屬或種特異性。其所含信息較多其所含信息較多,長度又較長度又較適中適中，更適合于微，更適合于微生物分子生態(tài)的研究生物分子生態(tài)的研究。 （1)rRNA存在于所有的生物中存在于所有的生物中, rRNA是

25、細(xì)菌和真核細(xì)胞核糖體的是細(xì)菌和真核細(xì)胞核糖體的基基本組成部分。本組成部分。4.研究方法：研究方法： 微生物分子生態(tài)學(xué)方法多是建立在對微生物分子生態(tài)學(xué)方法多是建立在對SSU RNA基因基因,特別是特別是16S rDNA分子系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分子系統(tǒng)發(fā)育學(xué)研究的基礎(chǔ)上研究的基礎(chǔ)上,其常用研究方法如圖所示其常用研究方法如圖所示5.研究實(shí)例：研究實(shí)例：（1） AgnesGrabowskiAgnesGrabowski等通過地質(zhì)化學(xué)方法、常規(guī)可等通過地質(zhì)化學(xué)方法、常規(guī)可培養(yǎng)方法和分子生態(tài)學(xué)方法研究了低溫低鹽未注水油藏培養(yǎng)方法和分子生態(tài)學(xué)方法研究了低溫低鹽未注水油藏微生物多樣性微生物多樣性, ,并發(fā)現(xiàn)可培養(yǎng)的厭氧菌

26、并發(fā)現(xiàn)可培養(yǎng)的厭氧菌( (同型產(chǎn)乙酸菌、同型產(chǎn)乙酸菌、硝酸鹽還原菌、硫酸鹽還原菌、產(chǎn)甲烷古菌硝酸鹽還原菌、硫酸鹽還原菌、產(chǎn)甲烷古菌) )在其群落在其群落中占優(yōu)勢中占優(yōu)勢, ,同型產(chǎn)乙酸菌數(shù)量超過硫酸鹽還原菌和乙酸同型產(chǎn)乙酸菌數(shù)量超過硫酸鹽還原菌和乙酸營養(yǎng)型產(chǎn)甲烷古菌營養(yǎng)型產(chǎn)甲烷古菌. . （2）程海鷹等采用）程海鷹等采用PCR-DGGE分析了油田采出水富集培養(yǎng)物分析了油田采出水富集培養(yǎng)物的群落結(jié)構(gòu)的群落結(jié)構(gòu)（3）佘躍惠等對油田的進(jìn)出水）佘躍惠等對油田的進(jìn)出水油藏油藏微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分子分析子分析.小結(jié)小結(jié)： 上述分子生物學(xué)研究手段的出現(xiàn)雖然極大上述分子生物學(xué)研究手段的

27、出現(xiàn)雖然極大地提升了厭氧微生物生態(tài)學(xué)的研究水平地提升了厭氧微生物生態(tài)學(xué)的研究水平,但但是傳統(tǒng)厭氧微生物培養(yǎng)方法仍然是環(huán)境微生是傳統(tǒng)厭氧微生物培養(yǎng)方法仍然是環(huán)境微生物生態(tài)研究物生態(tài)研究不可或缺的重要手段不可或缺的重要手段,其作用不其作用不可忽視。可忽視。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)：1田揚(yáng)捷田揚(yáng)捷,楊虹楊虹,吳秀娟吳秀娟,等等.綜合應(yīng)用綜合應(yīng)用ITS及及16S rDNA進(jìn)行環(huán)境微生物進(jìn)行環(huán)境微生物生態(tài)研究生態(tài)研究J.微生物學(xué)通報(bào)微生物學(xué)通報(bào), 2004,31(4): 85-88.2段景杰段景杰,趙亞杰趙亞杰,呂振山呂振山.DNA檢測技術(shù)及其在微生物采油中的應(yīng)用檢測技術(shù)及其在微生物采油中的應(yīng)用J.油田化學(xué)油田

28、化學(xué), 2003, 20(2): 192-196.3鐘鳴鐘鳴,周啟星周啟星.2002.微生物分子生態(tài)學(xué)技術(shù)及其在環(huán)境污染研究中微生物分子生態(tài)學(xué)技術(shù)及其在環(huán)境污染研究中的應(yīng)用的應(yīng)用J.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),13(2):247251.4周啟星周啟星,黃國宏黃國宏.2001.環(huán)境生物地球化學(xué)及全球環(huán)境變化環(huán)境生物地球化學(xué)及全球環(huán)境變化M.北京北京:科學(xué)出版社科學(xué)出版社.5孫鐵珩孫鐵珩,周啟星周啟星,李培軍李培軍.2001.污染生態(tài)學(xué)污染生態(tài)學(xué)M.北京北京:科學(xué)出版社科學(xué)出版社.6閡骯，陳美慈，趙宇華，等閡骯，陳美慈，趙宇華，等.厭氧微生物學(xué)，杭州厭氧微生物學(xué)，杭州:浙江大學(xué)出版浙江大學(xué)出版社，社

29、，1993，28，192.7馬立人馬立人,蔣中華蔣中華.生物芯片生物芯片M.北京北京:化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社,2002,1.8包木太包木太,牟伯中牟伯中,王修林王修林,等等.微生物提高石油采收率技術(shù)微生物提高石油采收率技術(shù)J.應(yīng)用基應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào)礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào), 2000, 8(3): 236-245.謝謝觀看！謝謝觀看！1.厭氧微生物研究方法背景：厭氧微生物研究方法背景： 厭氧微生物是整個(gè)微生物世界的一個(gè)重要組成部分。但由于厭氧厭氧微生物是整個(gè)微生物世界的一個(gè)重要組成部分。但由于厭氧微生物難于培養(yǎng)其相關(guān)的技術(shù)一直未得到很好的開發(fā)利用，但隨著近微生物難于培養(yǎng)其相關(guān)的技術(shù)一直未得到很好的開發(fā)利用，但隨著近二十多年隨著厭氧操作技術(shù)的不斷完善，厭氧微生物研究方法的不斷二十多年隨著厭氧操作技術(shù)的不斷完善，厭氧微生物研究方法的不斷改進(jìn)，尤其近十多年來許多新技術(shù)和方法的應(yīng)用，致使厭氧微生物學(xué)改進(jìn)，尤其近十多年來許多新技術(shù)和方法的應(yīng)用，致使厭氧微生物學(xué)取得很大的進(jìn)展，獲得了豐碩的成果。取得很大的進(jìn)展，獲得了豐碩的成果。2、常見的幾種傳統(tǒng)研究技術(shù)與方法：、常見的幾種傳統(tǒng)研究技術(shù)與方法：一般厭氧技術(shù)一般厭氧技術(shù)嚴(yán)格厭