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油气微生物勘探技术是将轻烃微渗透原理与土壤微生物学相结合进行油气勘探的新技术。油气微生物勘探技术具有成本低、周期短、效率高、稳定性好等优点，近年来在世界范围内得到广泛关注。本研究选取江苏海安油田和山东胜利油田，以油区内非油气藏、油藏和气藏三个不同区域上方的土壤为研究对象，采用土壤微生物DNA提取、定量PCR扩增、稳定性同位素核酸探针示踪、分子克隆及序列分析等分子生态学技术，开展了土壤微生物数量检测方法、土壤样品保存技术方法、油气指示微生物的微宇宙示踪实验条件优化、基于稳定性同位素核酸探针技术的油气指示甲烷微生物等相关研究，主要成果与认识有：（1）土壤微生物数量检测方法研究。研究表明：自然风干处理约减少3%~40%的土壤微生物丰度；土壤DNA纯化虽然会减少30%~77%的DNA提取量，但定量分析时土壤微生物数量较高，其中GF-P法最好；土壤DNA稀释可能会降低腐殖酸等杂质对DNA下游分析的影响，提高目标微生物扩增效率，10~100倍稀释时已达到较高的水平；纯化和稀释两种方法相结合是获得土壤微生物量最大化的最佳途径之一。（2）油气微生物勘探的土壤样品保存技术方法研究。研究表明：微生物丰度随着土壤剖面深度的增加而逐步降低；与新鲜土壤相比，自然风干和冷冻干燥显著降低了不同土壤剖面微生物丰度，其中油气指示微生物甲烷氧化菌的pmoA基因数量最大降幅分别为90.7%和77.5%；自然风干保存方法虽然显著降低了微生物丰度，但未改变其变化趋势，可作为油气微生物勘探的样品保存技术之一。（3）油气指示微生物的微宇宙示踪实验条件优化研究。研究表明：10000ppm初始甲烷浓度培养条件下，土壤甲烷氧化能力较强；30~60cm的表层土壤剖面不仅受地面干扰较小，甲烷氧化能力也较强，适用于后续基于稳定性同位素核酸探针技术的油气指示甲烷微生物研究。（4）基于稳定性同位素核酸探针技术的油气指示甲烷微生物研究。研究表明：初步构建的具有油气指示价值的甲烷微生物克隆文库中，TypeI型为优势菌种，约占81%，其中约67%与甲基细菌属（Methylobacter）较为相似，约14%与甲基微菌属（Methylomicrobium）和甲基暖菌属（Methylocaldum）较为相似，其余约19%为Type II型，与甲基孢囊菌属（Methylocystis）较为相似；自然地理环境可能对油气指示微生物探究有一定的影响。