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《四川农业大学》 2016年
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废弃钻井泥浆降解细菌遗传多样性研究及两株降解细菌新种的确定

唐雪  
【摘要】:石油天然气是重要的化石能源,然而在油气田的钻探开采过程中会产生有大量钻井泥浆,这些钻井泥浆因成分复杂,有机污染物含量高,难以自然降解,排放在环境中会造成严重的污染。微生物修复因具有成本低、无污染、高效率等优点,在废弃钻井泥浆治理方面具有广泛的应用前景。本论文以分离自3种不同泥浆体系的36株降解细菌为材料,通过BOX-PCR、16S rDNA PCR-RFLP和16S rRNA基因序列系统发育分析,研究了泥浆降解细菌的遗传多样性和系统发育地位;进而筛选出优势降解菌,并对优势菌株的降解特性及其对柴油的代谢产物进行了初步研究。采用形态学特征、生理生化特征、全细胞组分分析、16S rRNA基因和gyrB基因序列系统发育分析,以及DNA同源性分析等方法,确定了降解菌JH2和JHZ4的分类地位。研究结果如下:(1)废弃钻井泥浆中降解菌具有丰富的遗传多样性。BOX-PCR指纹图谱分析将36株降解菌分成了5个群;16S rDNA PCR-RFLP分析中,供试菌株形成了18种16SrDNA遗传图谱类型,表明了废弃钻井泥浆中的降解菌具有丰富的遗传多样性。选取了15株代表菌测定16S rRNA基因全序列,并构建系统发育树以分析系统发育地位。结果显示,泥浆降解细菌分别属于芽孢杆菌属(Bacillus),盐单胞菌属(Halomonas),假单胞菌属(Pseudomonas), Sinobaca菌属、Belliella菌属以及根瘤菌属(Rhizobium) 6个属,其中芽孢杆菌为优势菌。(2)在实验室条件下,代表菌株均能有效去除废弃泥浆的COD,降解柴油能力较强。其中,JH2菌株的降解效果最佳,处理7d后,钻井泥浆中COD去除率达60.5%,对柴油降解率达50%。实验结果显示,当接种量逐步增加时,JH2菌株对钻井泥浆中COD和柴油的降解率也随之增加,在接种量为10%时,降解率最高。而且菌株JH2对环境pH具有较好的适应性,在pH7.0和pH9.3条件下,JH2菌株均能很好地降解泥浆中COD和柴油。JH2能以柴油为惟一碳源生长,GC-MS结果显示,JH2可快速地将柴油中C10-C27直链烷烃和支链烷烃分解为小分子物质。(3)采用多相分类技术,确定了两株潜在细菌新种的分类地位。JHZ4~T为兼性厌氧的革兰氏阳性杆菌,主要的脂肪酸(10%)种类为anteiso-C15:0, C-11:0 iso 30H和iso- C16:0,(G+C)mol%为50.4%(Tm)。与Paenibacillus amylolyticusDSM11747T, Paenibacillus xylanexedens DSM 21292T和Paenibacillus tundrae DSM21291T的16S rRNA基因序列相似性为分别为98.6%,98.2%和98.1%。与类芽孢杆菌属(Paenibacillus)菌株的gyrB基因序列相似性均小于85%;与Paenibacillus amylolyticus DSM 11747T, Paenibacillus tundrae DSM 21291T及Paenibacillus xylanexedens DSM 21292T的DNA-DNA杂交率分别为32.4%±1.6,39.3%±0.6和4.9%±0.8。最终将该菌株命名为Paenibacillus qionglaiensis JHZ4~T。JH2~T为严格好氧的革兰氏阳性球菌,主要脂肪酸(10%)为anteiso-C15:0和anteiso-C17:0,(G+C) mol%为49%(Tm)。与Sinobaca qinghaiensis DSM 17008T的16SrRNA基因序列相似性为98.9%,gyrB基因系列相似性为87.8%,DNA-DNA杂交率为40.3%±1.6。综上,将该菌株命名为Sinobaca bifengensis JH2~T。
【学位授予单位】:四川农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:X741;X172

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