油藏是一个典型的厌氧环境,其中蕴含大量的石油烃并孕育功能多样的微生物。在这个巨大的地质生物反应器中,普遍存在石油烃的厌氧生物降解。为更深入地了解其中的微生物生理生态过程的分子机制,本文针对油藏产出液,采用分子方法分析了菌群结构及重要的厌氧烃降解功能基因,并采用富集的方式构建厌氧烃降解体系,结合分子和化学的分析手段对厌氧烃降解的功能微生物及生理生态过程进行了定向深入的研究。利用分子生物学的方法分析油藏产出液中的微生物群落组成及烃降解功能基因,结果显示,优势细菌属于β和γ-变形杆菌门(β-,β-Proteobacteria)；优势古菌属于广古菌门(Euryarchaeota)。在多个油藏样品中检测到编码烷基琥珀酸合成酶的基因(assA)、编码苯甲基琥珀酸合成酶的基因(bssA)以及编码6-十六氧环-1-烯-1-羰基CoA水解酶的基因(oah)。对获得的16S rRNA基因及重要的功能基因进一步分析得到,群落的组成与功能基因在系统发育学上相吻合。结果表明油藏中存在丰富多样的石油烃厌氧降解的功能微生物。以油藏产出液为接种物,添加混合烷烃(C15-C20),在三种不同还原条件下厌氧富集培养,构建厌氧烃降解体系。16S rRNA基因系统发育学分析显示,产甲烷条件下的优势细菌和优势古菌分别属于放线菌门(Actinobacteria)和广古菌门(Euryarchaeota);硫酸盐还原条件下优势细菌和优势古菌分别属于硝化螺菌门(Nitrospira)和泉古菌门(Crenarchaeota);硝酸盐还原条件下的优势细菌是γ-变形菌门(γ-Proteobacteria),未检测到古菌。结果表明电子受体的类型对厌氧烃降解体系的菌群组成有非常大的影响。另外,只在产甲烷条件下,检测到assA功能基因和编码甲基-CoM还原酶的基因(mcrA),表明延胡索酸盐加成可能是产甲烷条件下降解烷烃的方式。利用化学方法对厌氧烃降解体系中代谢产物进行检测,结果显示,在不同电子受体的作用下,烷烃的降解程度在硫酸盐还原条件下最大,其次是硝酸盐还原条件,最后是产甲烷条件；不同还原条件下产生短链脂肪酸的类型也有很大差异,硝酸盐还原条件下检测到甲酸、乙酸、丙酸及异丁酸,产甲烷条件下检测到乙酸及异丁酸,硫酸盐还原条件下未检测到挥发性脂肪酸；产甲烷条件下检测到的甲烷产量远远大于硫酸盐还原条件。结果表明,电子受体的类型对微生物代谢烷烃的特性有很大影响。本文通过对油藏产出液及厌氧烃降解体系中微生物生理生态过程的研究,拓展了厌氧烃降解微生物及功能基因多样性方面的认识,获得了不同电子受体条件下微生物厌氧代谢烷烃特性的重要信息,为“油藏残余油生物气化开采”特别是在烷烃厌氧降解产甲烷过程的调控机制方面提供了理论支持。