病毒被認(rèn)為是世界上豐度最高和多樣性最多的生物體，在土壤、海洋、河流和濕地等生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能具有重要的調(diào)控作用。油藏是一個(gè)儲(chǔ)藏石油的地下深層環(huán)境，雖伴有高壓、高鹽和缺氧等極端環(huán)境條件，但仍然棲息著大量微生物，微生物提高采收率技術(shù)就是基于對(duì)油藏采油功能微生物的定向調(diào)控作用。有學(xué)者曾在油藏環(huán)境中檢測(cè)到病毒基因序列，但其豐度和多樣性乃至生態(tài)功能的研究還幾乎是空白。
微生物生態(tài)與技術(shù)組針對(duì)油藏環(huán)境病毒的豐度及多樣性開展了相關(guān)研究，從大慶油田長(zhǎng)期開展水驅(qū)和微生物驅(qū)的兩個(gè)區(qū)塊收集注入水和采出水樣品，利用熒光顯微鏡檢測(cè)樣品病毒類似顆粒物（VLPs）和細(xì)菌的數(shù)量，發(fā)現(xiàn)油藏環(huán)境中有大量病毒存在，數(shù)量高達(dá)3.3-3.9 108VLPs/mL，是細(xì)菌數(shù)量的6.6-7.9倍；研究組利用病毒宏基因組學(xué)分析技術(shù)，在科和種水平上，揭示了油藏環(huán)境中病毒群落結(jié)構(gòu)和多樣性。在水驅(qū)和微生物驅(qū)的采出水樣品中，注釋到的病毒序列分別占各自總序列的35.34%和55.04%，暗示有大量未知病毒存在，其中有尾噬菌體（肌尾噬菌體科、短尾噬菌體科和長(zhǎng)尾噬菌體科）占主導(dǎo)地位，相對(duì)豐度在65-74%之間；樣品中只有45.16%的優(yōu)勢(shì)病毒種能在Virus-Host數(shù)據(jù)庫中找到對(duì)應(yīng)的宿主，其余病毒與宿主關(guān)系未知；病毒多樣性分析發(fā)現(xiàn)，水驅(qū)樣品病毒群落的香農(nóng)指數(shù)高于微生物驅(qū)樣品，另外基于Bray-Curtis矩陣的PCoA分析表明，與水驅(qū)采出水樣品相比，微生物驅(qū)的采出水樣品間的病毒群落差異較小，這些說明微生物驅(qū)的營(yíng)養(yǎng)激活劑注入降低了病毒群落結(jié)構(gòu)多樣性，這與微生物驅(qū)的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)多樣性降低認(rèn)知相吻合，提示在微生物提高采收率技術(shù)研究中噬菌體驅(qū)動(dòng)微生物群落變化應(yīng)給與足夠的重視。油藏病毒的生態(tài)學(xué)研究拓寬了環(huán)境病毒學(xué)的研究領(lǐng)域，研究結(jié)果有助于進(jìn)一步了解油藏環(huán)境微生物生態(tài)系統(tǒng)及相互作用關(guān)系。
相關(guān)研究成果以“Viral Abundance and Diversity of Production Fluids in Oil Reservoirs”為題，在Microorganisms（IF:4.152）上在線發(fā)表。微生物生態(tài)與技術(shù)課題組博士研究生鄭良燦為第一作者，導(dǎo)師張穎研究員為通訊作者。該研究工作得到國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的共同支持。
圖 2. 各口井中的病毒數(shù)量；帶斜桿圖代表采出井，不帶斜桿圖代表注入井
