CN102586406A - 一种煤层气田地下水微生物检测方法 - Google Patents

一种煤层气田地下水微生物检测方法 Download PDF

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张洪勋
郭红光
余志晟
刘新春
琚宜文
吴建光
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University of Chinese Academy of Sciences
China United Coalbed Methane Corp Ltd
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China United Coalbed Methane Corp Ltd
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Abstract

本发明介绍了一种检测煤层气田地下水微生物的简便方法。通过样品采集、DNA提取、16S rDNA文库构建以及DGGE分析，能够对地下水微生物群落结构有一个较详细的了解。

Description

一种煤层气田地下水微生物检测方法
技术领域
本发明属于地下水微生物检测领域，涉及从煤层气田地下水的采集方法、样品前处理方法以及地下水微生物的检测方法。
背景技术
煤层气(coalbed methane，CBM)是指赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的气体，是一种自生自储的非常规天然气，其中CH4的体积分数一般大于80％，甚至可达到98％。全球煤层气储量占世界天然气总储量的30％以上，我国是世界上继俄罗斯、加拿大之后的第三大煤层气储藏国，占世界排名前12位国家资源总量的13％。开采煤层气具有很深远的意义：①作为一种清洁、经济的新能源可有效缓解世界能源危机；②提前抽放煤层气，减少开采灾害、有助于开采的安全进行；③减少温室气体的排放，保护大气环境。
煤层气的生成是以煤岩的有机组份为基础，以各种地质运动、构造活动引起的沉积埋藏并导致煤化作用为条件，内、外因共同作用的结果。生物成因气是煤层气的一个重要来源，是指在相对低的温度(一般小于50℃)条件下，通过细菌的参与或作用，在煤层中生成的以甲烷为主的气体。现阶段，煤层气的开采主要是通过抽取煤层中的地下水，降低地下压强，从而释放出煤层气。因此，检测、研究煤层气田地下产出水中的微生物能够揭示出该煤层气田生物成因气的生成方式、煤层气生成潜势，为煤层气的开采及煤层气田的后续利用提供理论依据；同时，煤层气田作为一个特殊生境，微生物资源也具有其独特性，研究煤层气田地下水微生物具有很重要的意义。然而，国内还未见相关报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种非培养的方法来检测煤层气田地下水微生物。
1、煤层气田地下水的采集方法、样品前处理方法及DNA的提取从煤层气田中采集地下水于充满氮气的厌氧培养瓶中，无氧条件下-20℃保存。将采集到的地下水过滤到0.22μm的滤膜上，提取滤膜上的基因组DNA。
2、16S rDNA文库与DGGE技术相结合检测地下水微生物
选用合适的引物构建细菌和古菌16S rDNA文库，分别对细菌和古菌进行DGGE检测，分析地下水中细菌和古菌的群落结构。
具体实施方式
以下将结合具体实施实例对本发明作进一步的说明，目的在于帮助读者更好地理解本发明，但不作为对本发明实施范围的限定。
以山西省柳林煤层气田作为研究对象，采集该煤层气田地下700m左右的地下水，盛装于充满氮气的厌氧瓶中(保证厌氧环境)，放置冰盒中快速运回实验室，-20℃保存。
在厌氧环境下，将采集到的6L地下水过滤到0.22μm的滤膜上，利用DNA提取试剂盒提取地下水中的基因组DNA。
以27F、1492R构建细菌16S rDNA文库，以8F、958R构建古菌16S rDNA文库。以338F、518R对地下水进行细菌DGGE分析，以344F、519R对地下水进行古菌DGGE分析。结果显示，柳林煤层气田的古菌只有产甲烷古菌，且仅有甲烷八叠球菌属和甲烷叶菌属两个属的产甲烷菌；细菌主要为硬壁菌门，变形杆菌门和拟杆菌门。甲烷八叠球菌和甲烷叶菌是自然界中常见的两种产甲烷菌，能够利用多种简单底物产生甲烷，如乙酸盐、甲酸盐、甲醇、H2等。煤层气田地下厌氧的环境为产甲烷菌的生存提供了有利条件。细菌中检测到丰富的硫还原菌，硫还原菌能够维持厌氧环境，促进产甲烷菌的生长；同时，细菌中还检测到丰富的发酵类细菌，能够将煤层中的大分子化合物降解为简单小分子，为产甲烷菌的代谢提供底物。

Claims (3)

1.煤层气田地下水样品中存活尚不可培养的微生物检测方法
2.在权利要求第1项所述的方法中，采用充满氮气的厌氧瓶保存样品，密闭储存，并在厌氧条件下以0.22μm的聚偏二氟乙烯表面滤膜过滤样品，所获得的地下微生物富集在滤膜上，然后提取微生物基因组DNA。
3.权利要求1所述的微生物检测方法，其特征在于利用16S rDNA文库和DGGE相结合的技术获得地下微生物指纹图谱，并用于解析地下微生物种群信息。
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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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