CN102533602A - 一株铜绿假单孢菌及其培养方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一株铜绿假单孢菌YM4CGMCCNo.5243及其培养方法与应用。铜绿假单孢菌YM4的培养方法是将铜绿假单孢菌YM4接种到发酵培养基,在35℃或55℃的温度条件下,摇床转速120或80转/分,培养24或48小时;发酵培养基的配方为:葡萄糖、蛋白胨、玉米浆、硝酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、硫酸镁、氯化钙、pH值6.5-7.4。本发明所述的铜绿假单孢菌YM4所产生的生物表面活性剂在油田上可降低油水界面张力,作用后原油流变性明显变好,粘度降低,可有效地降低注水压力,提高注水效率和原油采收率,在油田驱油过程中有较在的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一株菌种及其培养方法与应用,具体涉及一株铜绿假单孢菌及其培养方法与应用。
背景技术
铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)是近年来研究得较多的一种生物表面活性剂产生菌。其分泌的鼠李糖脂(RL)生物表面活性剂具有乳化、增溶、降低表界面张力等功能,同时毒性低,在自然界容易降解,与合成表面活性剂相比,生物表面活性剂具有如下突出优点: 原料在自然界广泛存在且价廉,不受石油价格的影响,发酵生产是典型的“绿色”工艺;化学结构的多样性为特定应用的需要提供了更为广泛的选择,而这些特定基团一般用化学方法难以合成,同时在极端温度、p H 值、盐浓度下具有较好的稳定性;在油田采油及环保中越来越重视生物表面活性剂的应用。生物表面活性剂在油层中能大大降低油水界面张力,使油类乳化,改变油层岩石的润湿性,并籍此达到驱油、提高石油采收率的目的,也可以用来降低油水界面张力,以利于油污的清除。
铜绿假单孢菌是研究得较多的,可用于产生生物表面活性剂,但研究领域相对较小,产生的表面活性剂应用于油田,用以降低油水界面张力的研究相对较为滞后,制约了铜绿假单孢菌再油田开采领域的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一株能利用葡萄糖等糖源产生鼠李糖脂类表面活性剂、降低油水界面张力,提高石油采收率的铜绿假单孢菌及其培养方法与应用。
本发明所采用的技术方案是:
一株铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4 CGMCC No.5243,其16S rDNA基因序列为:
GGTACCGTCCCCCTTGCGGTTAGACTAGCTACTTCTGGAGCAACCCACTCCCATGGTGTGACGGGCGGTGTGTACAAGGCCCGGGAACGTATTCACCGTGACATTCTGATTCACGATTACTAGCGATTCCGACTTCACGCAGTCGAGTTGCAGACTGCGATCCGGACTACGATCGGTTTTATGGGATTAGCTCCACCTCGCGGCTTGGCAACCCTTTGTACCGACCATTGTAGCACGTGTGTAGCCCTGGCCGTAAGGGCCATGATGACTTGACGTCATCCCCACCTTCCTCCGGTTTGTCACCGGCAGTCTCCTTAGAGTGCCCACCCGAGGTGCTGGTAACTAAGGACAAGGGTTGCGCTCGTTACGGGACTTAACCCAACATCTCACGACACGAGCTGACGACAGCCATGCAGCACCTGTGTCTGAGTTCCCGAAGGCACCAATCCATCTCTGGAAAGTTCTCAGCATGTCAAGGCCAGGTAAGGTTCTTCGCGTTGCTTCGAATTAAACCACATGCTCCACCGCTTGTGCGGGCCCCCGTCAATTCATTTGAGTTTTAACCTTGCGGCCGTACTCCCCAGGCGGTCGACTTATCGCGTTAGCTGCGCCACTAAGATCTCAAGGATCCCAACGGCTAGTCGACATCGTTTACGGCGTGGACTACCAGGGTATCTAATCCTGTTTGCTCCCCACGCTTTCGCACCTCAGTGTCAGTATCAGTCCAGGTGGTCGCCTTCGCCACTGGTGTTCCTTCCTATATCTACGCATTTCACCGCTACACAGGAAATTCCACCACCCTCTACCGTACTCTAGCTCAGTAGTTTTGGATGCAGTTCCCAGGTTGAGCCCGGGGATTTCACATCCAACTTGCTGAACCACCTACGCGCGCTTTACGCCCAGTAATTCCGATTAACGCTTGCACCCTTCGTATTACCGCGGCTGCTGGCACGAAGTTAGCCGGTGCTTATTCTGTTGGTAACGTCAAAACAGCAAGGTATTAACTTACTGCCCTTCCTCCCAACTTAAAGTGCTTTACAATCCGAAGACCTTCTTCACACACGCGGCATGGCTGGATCAGGCTTTCGCCCATTGTCCAATATTCCCCACTGCTGCCTCCCGTAGGAGTCTGGACCGTGTCTCAGTTCCAGTGTGACTGATCATCCTCTCAGACCAGTTACGGATCGTCGCCTTGGTAGGCCTTTACCCCACCAACTAGCTAATCCGACCTAGGCTCATCTGATAGCGTGAGGTCCGAAGATCCCCCACTTTCTCCCTCAGGACGTATGCGGTATTAGCGCCCGTTTCCGGACGTTATCCCCCACTACCAGGCAGATTCCTAGGCATTACTCACCCGTCCGCCGCTGAATCCAGGAGCAAGCTCCCTTCATCCGCTCGACTG;
上述16S rDNA基因序列的长度为1402个核苷酸。
一株铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4 CGMCC No.5243的培养方法,是将铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4 CGMCC No.5243接种到发酵培养基,在35℃或55℃的温度条件下,摇床转速120或80转/分,培养24或48小时;
所述的发酵培养基的配方为:
葡萄糖 4.0g-6.0g、蛋白胨 1.0g-3.0g、玉米浆 1.6g-3.0g、硝酸钠 0.3g-1.0g、磷酸氢二钠 0.1g-0.5g、磷酸二氢钾 0.05g-0.1g、硫酸镁 0.05g-0.1g、氯化钙 0.005g-0.01g、pH值 6.5-7.4。
所述的一株铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4 CGMCC No.5243在提高油田采收率中的应用。
所述的一株铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4 CGMCC No.5243在制备油田开发生物表面活性剂中的应用。
本发明具有以下优点:
本发明所述的铜绿假单孢菌YM4所产生的生物表面活性剂在油田上可降低油水界面张力,作用后原油流变性明显变好,粘度降低。注入铜绿假单孢菌YM4菌液后注水压力降低5%,在水驱油基础上提高驱油效率5%,可有效地降低注水压力,提高注水效率和原油采收率,在油田驱油过程中有较在的应用前景。
铜绿假单孢菌YM4,能够以葡萄糖等糖类为碳源高产鼠李糖脂类生物表面活性剂,其发酵液最低表面张力达26mN/m,界面张力最你达0.049 mN/m。该菌种的发酵液能很好地降低油水表界面张力,增加原油与水的乳化率,增加地层原油的流动性,物模实验表明铜绿假单孢菌YM4及其表面活性剂可应用于油田注水采油尤其是提高注水效率及降低注水压力,增加注水量方面具有很好的应用前景。
同时,该菌培养方法简单易操作,生长繁殖迅速,具有扩大化生产的可行性。
附图说明
图1为1号岩心中0.1PV铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4发酵液采收率与压力曲线。
图2为2号岩心中0.3PV铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4发酵液采收率与压力曲线。
图3为3号岩心中0.5PV铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4发酵液采收率与压力曲线。
图4为4号岩心中0.7PV铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4发酵液采收率与压力曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明所涉及的铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4,已于2011年09月09日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏单位地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号,保藏编号为CGMCC No.5243。
下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法;下述实施例中所用的实验材料,如无特殊说明,均为常规生化试剂。
以下实施例中所涉及的培养基为:
牛肉膏培养基:
蛋白胨 1.0g、牛肉膏0.3g、NaCl 0.5g、琼脂2.0g、100mL水、pH值7.2-7.4。
葡萄糖培养基:
葡萄糖2.0g、玉米桨0.4g、硝酸钠 0.2g、磷酸氢二钠 0.05g、磷酸二氢钾 0.05g、氯化钙 0.005g、硫酸镁 0.05g、琼脂 2.0g、pH值 7.2。
蓝色凝胶培养基:
十六烷基三甲基溴化铵5 g、次甲基蓝0.02 g、牛肉膏5 g、蛋白胨10 g, NaCl 5 g、琼脂20 g、去离子水定容至1 L、 pH 值为7.2-7.4。
种子瓶培养基一:
葡萄糖2.0g-4.0g、蛋白胨1.0g-3.0g、 玉米浆0.4g-2.0g、 磷酸氢二钠0.1g-0.2g、磷酸二氢钾 0.05g-0.1g、硝酸钠 0.2g-0.5g、硫酸镁 0.05g-0.2g、氯化钙 0.005g-0.01g、pH值 7.2-7.4。
种子瓶培养基二:
葡萄糖2.0g-4.0g、蛋白胨1.0g-3.0g、玉米浆 0.4g、硝酸铵 0.2g、磷酸氢二钠 0.1g、磷酸二氢钾 0.05g-0.1g、硫酸镁 0.05g-0.1g、氯化钙 0.005g-0.1g、pH值 6.8-7.4。
发酵培养基一:
葡萄糖 4.0g-6.0g、蛋白胨 1.0g-3.0g、玉米浆 1.6g-3.0g、硝酸钠 0.3g-1.0g、磷酸氢二钠 0.1g-0.5g、磷酸二氢钾 0.05g-0.1g、硫酸镁 0.05g-0.1g、氯化钙 0.005g-0.01g、pH值 6.5-7.4。
发酵培养基二:
葡萄糖 4.0g-8.0g、蛋白胨 1.0g-3.0g、玉米浆 1.6g-3.0g、硝酸铵 0.3g-0.6g、磷酸氢二钠 0.1g-0.3g、磷酸二氢钾 0.05g-0.2g、硫酸镁 0.05g-0.2g、氯化钙 0.005g-0.01g、pH值6.5-7.4。
一、铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4的分离、纯化:
取适量延长油田长2及长6油藏的油水样,经稀释划线分别接种于葡萄糖培养基平板及牛肉膏培养基平板,分别于35℃和50℃恒温培养48小时。将培养出的单菌落接种于蓝色凝胶平板上,在相同条件下培养48小时,挑选蓝色变色圈较大的菌株,接种于牛肉膏培养基斜面,共分离出4株蓝色变色圈较大的菌株,保藏于4℃,备用。
二、铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4的筛选与培养:
挑取通过上述方法得到的纯培养接种于发酵培养基一及发酵培养基二,利用250ml三角瓶,装液量100ml,35℃或55℃120或80r/min摇床培养。24h和48h分别取发酵液,利用表界面张力仪测其表界面张力。经测量,铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4发酵液表界面张力最低。
三、铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4的菌种鉴定:
1、菌落特征:
所筛的铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4在普通琼脂培养基上生长良好,菌落大小不一,生长过程中产生黄色色素,菌种呈黄色圆形菌落。
2、细胞形态和理化试验结果:
注:“十”号表示反应阳性,“一”号表示不生长或反应为阴性。
3、铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4的16S rRNA基因序列:
将铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4接种于葡萄糖培养基,35℃摇床120r/min培养24小时,离心收集菌体细胞,进行16S rRNA测序如下,在Genbank数据库中BLAST比对,菌株与Pseudomonas aeruginosa菌株的最高同源性为99.9%。
GGTACCGTCCCCCTTGCGGTTAGACTAGCTACTTCTGGAGCAACCCACTCCCATGGTGTGACGGGCGGTGTGTACAAGGCCCGGGAACGTATTCACCGTGACATTCTGATTCACGATTACTAGCGATTCCGACTTCACGCAGTCGAGTTGCAGACTGCGATCCGGACTACGATCGGTTTTATGGGATTAGCTCCACCTCGCGGCTTGGCAACCCTTTGTACCGACCATTGTAGCACGTGTGTAGCCCTGGCCGTAAGGGCCATGATGACTTGACGTCATCCCCACCTTCCTCCGGTTTGTCACCGGCAGTCTCCTTAGAGTGCCCACCCGAGGTGCTGGTAACTAAGGACAAGGGTTGCGCTCGTTACGGGACTTAACCCAACATCTCACGACACGAGCTGACGACAGCCATGCAGCACCTGTGTCTGAGTTCCCGAAGGCACCAATCCATCTCTGGAAAGTTCTCAGCATGTCAAGGCCAGGTAAGGTTCTTCGCGTTGCTTCGAATTAAACCACATGCTCCACCGCTTGTGCGGGCCCCCGTCAATTCATTTGAGTTTTAACCTTGCGGCCGTACTCCCCAGGCGGTCGACTTATCGCGTTAGCTGCGCCACTAAGATCTCAAGGATCCCAACGGCTAGTCGACATCGTTTACGGCGTGGACTACCAGGGTATCTAATCCTGTTTGCTCCCCACGCTTTCGCACCTCAGTGTCAGTATCAGTCCAGGTGGTCGCCTTCGCCACTGGTGTTCCTTCCTATATCTACGCATTTCACCGCTACACAGGAAATTCCACCACCCTCTACCGTACTCTAGCTCAGTAGTTTTGGATGCAGTTCCCAGGTTGAGCCCGGGGATTTCACATCCAACTTGCTGAACCACCTACGCGCGCTTTACGCCCAGTAATTCCGATTAACGCTTGCACCCTTCGTATTACCGCGGCTGCTGGCACGAAGTTAGCCGGTGCTTATTCTGTTGGTAACGTCAAAACAGCAAGGTATTAACTTACTGCCCTTCCTCCCAACTTAAAGTGCTTTACAATCCGAAGACCTTCTTCACACACGCGGCATGGCTGGATCAGGCTTTCGCCCATTGTCCAATATTCCCCACTGCTGCCTCCCGTAGGAGTCTGGACCGTGTCTCAGTTCCAGTGTGACTGATCATCCTCTCAGACCAGTTACGGATCGTCGCCTTGGTAGGCCTTTACCCCACCAACTAGCTAATCCGACCTAGGCTCATCTGATAGCGTGAGGTCCGAAGATCCCCCACTTTCTCCCTCAGGACGTATGCGGTATTAGCGCCCGTTTCCGGACGTTATCCCCCACTACCAGGCAGATTCCTAGGCATTACTCACCCGTCCGCCGCTGAATCCAGGAGCAAGCTCCCTTCATCCGCTCGACTG
四、铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4在不同培养基及培养条件下发酵液表界面张力。
表1 铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4不同条件下发酵液性能
由上表可见,本微生物在35℃时,在培养基2上生长代谢微生物表面活性剂能力最强,发酵液的表界面张力最低。
五、检测铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4在油田生产过程中降低油水界面张力,提高采收率的效果:
1、实验材料
实验用水:按照矿化度4000mg/l-80000mg/l配制的模拟水;
实验岩心:延长油田天然岩心;
实验用微生物:铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4发酵液,浓度均为10%,其浓度指数为106~109个/mL。
2、实验步骤
恒温箱恒温35℃-55℃,岩心模型抽空4h,饱和模拟水,放置8h;
再用岩心水测渗透率,使用模拟水以0.1mL/min的速度进行水驱实验,至压力稳定,记录压力△P1、出液量等数据;
然后使用配制好的菌液以0.1mL/min的速度进行微生物驱至压力稳定,记录压力△P2、出液量等数据;
接着模拟水以0.1mL/min的速度驱替至压力稳定,记录压力△P3、出液量等数据;判断铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4发酵液在低渗透岩心中降压增注的注入能力及提高采收率效果。
3、实验结果
研究低渗透率条件下,渗透率对铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4发酵液在驱油模型中的注入压力的影响,研究其注入能力及对采收率的影响。实验结果如下表2,图2~7:
(1)水驱含水98%后,研究浓度为10%的铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4发酵液用量为0.1、0.3、0.5、0.7PV时在驱油物模中的降压增注及驱油效果,实验结果如下表1及图。
表2 铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4发酵液降压增注及提高采收率物模实验
如图1~4中的压力曲线显示,在低渗透驱油模型中,渗透率相同的条件下,随着铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4发酵液用量的增大,后续水驱的压力不断的降低,“漏斗”范围不断的扩大。实验结果表明,微生物在试验区油藏条件下代谢活动剧烈,产生代谢产物,能很好地降低油水界面张力,具有很好地降低注入压力的效果,同时其采收率曲线显示,在低渗透驱油模型中,随着铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4发酵液用量的增大,后续水驱采收率值也相应的增加,增加水驱油效果。
SEQUENCE LISTING
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<160> 1
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 1402
<212> DNA
<213> 铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)
<400> 1
ggtaccgtcc cccttgcggt tagactagct acttctggag caacccactc ccatggtgtg 60
acgggcggtg tgtacaaggc ccgggaacgt attcaccgtg acattctgat tcacgattac 120
tagcgattcc gacttcacgc agtcgagttg cagactgcga tccggactac gatcggtttt 180
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ctcagttcca gtgtgactga tcatcctctc agaccagtta cggatcgtcg ccttggtagg 1200
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cccactacca ggcagattcc taggcattac tcacccgtcc gccgctgaat ccaggagcaa 1380
gctcccttca tccgctcgac tg 1402
Claims (4)
1.一株铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4 CGMCC No.5243,其16S rDNA基因序列为:
GGTACCGTCCCCCTTGCGGTTAGACTAGCTACTTCTGGAGCAACCCACTCCCATGGTGTGACGGGCGGTGTGTACAAGGCCCGGGAACGTATTCACCGTGACATTCTGATTCACGATTACTAGCGATTCCGACTTCACGCAGTCGAGTTGCAGACTGCGATCCGGACTACGATCGGTTTTATGGGATTAGCTCCACCTCGCGGCTTGGCAACCCTTTGTACCGACCATTGTAGCACGTGTGTAGCCCTGGCCGTAAGGGCCATGATGACTTGACGTCATCCCCACCTTCCTCCGGTTTGTCACCGGCAGTCTCCTTAGAGTGCCCACCCGAGGTGCTGGTAACTAAGGACAAGGGTTGCGCTCGTTACGGGACTTAACCCAACATCTCACGACACGAGCTGACGACAGCCATGCAGCACCTGTGTCTGAGTTCCCGAAGGCACCAATCCATCTCTGGAAAGTTCTCAGCATGTCAAGGCCAGGTAAGGTTCTTCGCGTTGCTTCGAATTAAACCACATGCTCCACCGCTTGTGCGGGCCCCCGTCAATTCATTTGAGTTTTAACCTTGCGGCCGTACTCCCCAGGCGGTCGACTTATCGCGTTAGCTGCGCCACTAAGATCTCAAGGATCCCAACGGCTAGTCGACATCGTTTACGGCGTGGACTACCAGGGTATCTAATCCTGTTTGCTCCCCACGCTTTCGCACCTCAGTGTCAGTATCAGTCCAGGTGGTCGCCTTCGCCACTGGTGTTCCTTCCTATATCTACGCATTTCACCGCTACACAGGAAATTCCACCACCCTCTACCGTACTCTAGCTCAGTAGTTTTGGATGCAGTTCCCAGGTTGAGCCCGGGGATTTCACATCCAACTTGCTGAACCACCTACGCGCGCTTTACGCCCAGTAATTCCGATTAACGCTTGCACCCTTCGTATTACCGCGGCTGCTGGCACGAAGTTAGCCGGTGCTTATTCTGTTGGTAACGTCAAAACAGCAAGGTATTAACTTACTGCCCTTCCTCCCAACTTAAAGTGCTTTACAATCCGAAGACCTTCTTCACACACGCGGCATGGCTGGATCAGGCTTTCGCCCATTGTCCAATATTCCCCACTGCTGCCTCCCGTAGGAGTCTGGACCGTGTCTCAGTTCCAGTGTGACTGATCATCCTCTCAGACCAGTTACGGATCGTCGCCTTGGTAGGCCTTTACCCCACCAACTAGCTAATCCGACCTAGGCTCATCTGATAGCGTGAGGTCCGAAGATCCCCCACTTTCTCCCTCAGGACGTATGCGGTATTAGCGCCCGTTTCCGGACGTTATCCCCCACTACCAGGCAGATTCCTAGGCATTACTCACCCGTCCGCCGCTGAATCCAGGAGCAAGCTCCCTTCATCCGCTCGACTG;
上述16S rDNA基因序列的长度为1402个核苷酸。
2.一株铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4 CGMCC No.5243的培养方法,是将铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4 CGMCC No.5243接种到发酵培养基,在35℃或55℃的温度条件下,摇床转速120或80转/分,培养24或48小时;
所述的发酵培养基的配方为:
葡萄糖 4.0g-6.0g、蛋白胨 1.0g-3.0g、玉米浆 1.6g-3.0g、硝酸钠 0.3g-1.0g、磷酸氢二钠 0.1g-0.5g、磷酸二氢钾 0.05g-0.1g、硫酸镁 0.05g-0.1g、氯化钙 0.005g-0.01g、pH值 6.5-7.4。
3.权利要求1所述的一株铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4 CGMCC No.5243在提高油田采收率中的应用。
4.权利要求1所述的一株铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)YM4 CGMCC No.5243在制备油田开发生物表面活性剂中的应用。
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