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背景资料
 
      长期从事环境微生物群落结构分析与定向调控,环境微生物资源开发与污染治理与环境修复,污水治理与资源化,微生物采油等理论和技术的研究、开发和应用。近年来,在微生物学与环境科学交叉领域进行了比较系统的科研工作,特别是在石油环境微生物资源收集开发与降解石油的分子机理、微生物群落定向调控、以及非光合微生物利用光能促进生长等方面取得了以下成绩:1)发展了微生物培养方法,可显著提高细菌可培养性,从石油环境分离细菌18000株(约20%为新物种),生效发表了微生物新科、属与种各1,3和14个。在分子与基因组水平上,研究了石油环境细菌适应石油环境的特征基因组组成、以及降解烷烃的分子机制。例如,发现了:烷烃长度可改变细菌细胞表面疏水性能以及产生表面活性物质的种类;不同烷烃羟化酶降解不同烷烃具有协同作用;烷烃羟化酶与红素氧还蛋白融合可显著扩大微生物对烷烃的利用范围等。2)利用宏基因组学分析,发现了原油油相中存在着与水相显著不同的微生物群落的新现象,提出了原本被忽视的油相微生物群落组成对研发石油污染治理与微生物采油技术的重要性;发现了向石油环境投加的“外源”微生物(如Dietzia)可选择性激活原油中“内源”微生物(如Bacillus)的现象,揭示了“微生物强化”与“微生物激活”存在着不可分割的内在联系,从而提出了微生物群落定向激活新方法。3)发现了非光合微生物通过矿物的介导转化和利用光能促进微生物生长与改变微生物群落结构的现象,揭示出自然界中非光合微生物利用光能的新方式。
2012年获得了国家自然科学基金委(生命学部)杰出青年科学基金项目的资助,主持和参与了包括自然科学基金、“863”、“973”等项目或课题近50项。在Nature Communications, Appl. Environ. Microbiol.等杂志发表SCI论文近50篇,获得国家发明专利8项,申请国家发明专利6项。
 
 
主要课题:

在研项目

      1.   国家重点研发计划项目(National Key R&D Program of China),油藏环境合成微生物组的构建,编号:2018YFA0902100,牵头承担单位:北京大学,项目负责人:吴晓磊,执行期限:2019.07-2024.06,总经费:2496万。

      2.   国家重点研发计划课题,油藏合成微生物组理性设计、人工构建与调控机制的研究,编号:2018YFA0902103,课题承担单位:北 京大学,课题负责人:吴晓磊,执行期限:2019.07-2024.06,总经费:820万。

      3.    油藏微生物整合基因目录的构建以及特定类群微生物与噬菌体功能研究,自然科学基金重点项目,32130004,负责人(290万,2022-2026)。

      4.   多空间尺度环境下微生物群落构建的定量原理,国际(地区)合作与交流项目,32161133023,负责人(300万, 2022-2025)。
 
已完成主要项目



1.       原油微生物群落及其功能初步研究,自然科学基金面上项目,31770120,负责人(60万,2018-2021)

2.       噬菌体在油藏中的分布及其在烷烃降解中的作用,国际(地区)合作与交流项目,31761133006,负责人(170万,2018-2020)

3.       陆生环境微生物学, 国家杰出青年科学基金,31225001,负责人(280万元,2013—2016)

4.       环境耐受的工业微生物人工合成体系的构建,“863重点项目”,2012AA02A703,负责人(894万元,2012.07.01—2015.12.31)

5.       微生物提高采收率的基础研究,“973项目”,2005CB221308,课题负责人(302万,2005-2010)

6.       油田开采后期提高采收率新技术,国家科技重大专项课题,课题负责人,(115万,2009-2010)

7.       典型工业污染环境微生物资源的开发利用,“863重点项目”, 2007AA021303, 课题负责人(452万,2007-2011)

8.       微生物生命活动改变原油性质的作用机制研究,自然科学基金项目,30870086,负责人(30万,2009-2011)

9.       典型油藏区块中微生物群落结构及采油微生物配伍方式的研究,自然科学基金项目,30570033,负责人(25万,2006-2008)

10.    采油工业污染排放对微生物群落影响的动力学解析,自然科学基金项目,30300008,负责人(20万,2004-2006)

11.    油藏封存CO2的甲烷转化并改变原油性质的基础研究,自然科学基金项目,31070107,负责人(35万,2011-2013)

12.    低成本有机废水资源与能源转化耦合二氧化碳减排的新型系统技术,科技部国际合作项目,S2011ZR0434,负责人(509万,2011-2013)

13.    排6-平48井微生物降粘技术服务,中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司新春采油厂,28万,2014.10-2014.12

14.    排6-平49井微生物降粘技术服务,中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司新春采油厂,27.6万,2014.10-2014.12

15.    排6-平47,排6-平50井微生物降粘技术服务,中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司新春采油厂,60万,2015.11-2015.12

16.    联合吞吐和驱替的微生物采油技术,北京润世科技有限公司,105万,专利转让

17.    2015微生物吞吐增产措施,克拉玛依市田海石油技术有限公司,30万,

18.    海洋沉积物中微生物群落结构特征分析,GZH201100302-WX02, 青岛海洋地质研究所,负责人(45万,2012-2013)

19.    聚驱后油藏内源微生物构成分子生物学分析,大庆油田项目,负责人,(30万元,2012.8-2013.12)

20.    高效植物-(内生)微生物耦合强化污染环境修复产品与技术,北京铁汉生态环境科学研究院有限公司委托项目,负责人(32万元,2012.10-2014.12)

21.    利用高效微生物群落-植物耦合强化水体有机物及磷污染治理机理研究,自然科学基金委员会重大国际合作项目,40821140541,负责人(100万,2009-2011)

22.    软生物质生产燃料乙醇工艺开发,日本NEDO项目,中方负责人,(1.4亿日元(约1000万人民币),2008.4-2010.3)

23.    高效降粘基因工程菌的构建和应用,大庆油田项目,负责人(90万,2006-2010)

24.    新型饮用水生物稳定性指标研究及其控制技术开发,教育部高等学校科技创新工程重大项目培育资金项目,负责人(40万,2009-2010)

25.    油藏微生物生态及群落研究,中石油国际合作项目,负责人,(90万,2008.10-2012.6)

26.    鄂尔多斯盆地东缘煤田微生物菌种分离培养及其在煤层气开发运用中的基础研究,中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司项目,(70万,2009-2010)

27.    海洋沉积物中生物生气量模拟过程研究,青岛海洋地质研究所,GZH201100302-WX02,负责人(45万,2011-2012)

28.    “黄河三角洲滨海湿地系统综合地质调查与评价”沉积物样品微生物分析测试,国家专项项目课题,负责人(10万,2008-2009)

29.    土传病害生防制剂关键技术研究,云南省国内科技合作专项计划项目,第二负责人(75万,2006-2009)

30.    人胆囊微生物群落与胆囊结石相互关系及控制对策研究,云南省应用基础研究计划重点项目,第二负责人(35万,2006-2009)

31.    油田油藏硝酸盐还原菌群调控技术研究和开发,中国石油天然气股份有限公司科技风险创新研究项目,负责人(15万,2006.9-2008.8)

32.    杏十三区聚驱区块微生物群落调查,大庆油田项目,负责人(19.92万,2007-2008)

33.    杏北东部过渡带杏六区南部微生物驱油试验研究,大庆油田项目,负责人(10万,2007-2008)

34.    海洋沉积物中产甲烷微生物和天然气水合物赋存对应关系的研究,国家专项项目课题,负责人(27万,2007-2008)

35.    调控采油回注水中微生物群落抑制硫酸盐还原微生物技术开发,大庆油田项目,负责人(31万,2006-2008);

36.    黄河三角洲滨海湿地系统微生物样品分析测试与微生物群落结构分析,国家专项项目课题,负责人(10万,2007-2008)

37.    基因探针法检测油田水中硫酸盐还原菌方法建立及硫酸盐还原菌分布规律研究,大庆油田项目,项目负责人(2005-2005)

38.    中小型城市污水高效处理技术开发和应用,国家“十五”攻关项目,主要参加者(2003-2005)

39.    调控微生物群落强化“微污染”有机物质的处理,香港合作项目,负责人(2004-2005)

40.    滇池湖滨生态带建设工程项目可行性研究报告,云南省滇池保护管理局项目,项目负责人(2003-2004)

41.    滇池西岸截污治污工程人工湿地建设,企业合作项目,负责人(16.4万,2004-2006)

42.    滇池西岸湖滨生态带建设工程项目建议书,云南省滇池保护管理局项目,主要参与者(2003-2003)

43.    沉积物中甲烷生产率的模拟实验技术研究,青岛海洋地质研究所,国家专项项目,负责人(20万,2006-2007)

44.    黄河三角洲湿地保护区微生物群落结构分析,青岛海洋地质研究所项目,负责人(8万,2006-2007)

45.    用分子生态学技术检测并调控大庆油田油藏微生物群落结构,大庆油田项目,项目负责人(38.2万,2005-2007)

46.    高产油脂微生物菌株的筛选及方法的建立,深圳清华大学研究院项目,项目负责人(30万,2006-2009)

47.    大庆油田油藏内源微生物群落结构解析,留学回国人员科研启动基金,负责人(4万,2004-2006)



实验室其他项目


1.     湿地固氮细菌驱动的碳氮固定及耦合机制, 自然科学基金委重大研究计划项目课题,聂勇(研究骨干),(120万,91951204)

2.     光电子在“光电能微生物”细胞及种群间传递的分子体系2014CB846002,973项目课题,聂勇、来国莉(研究骨干),(200万,2014-2018)

3.     肠道微生物与脑-肠轴功能的相互影响,(十二五)国家科技支撑计划课题,2012BAI06B02,聂勇(研究骨干)(70 万,2012 - 2015)

4.     聚驱后油藏内源微生物构成分子生物学分析,大庆油田项目,聂勇(负责人)(30 万元,2012.08-2013.12)

5.     中高温油藏微生物驱油技术研究,863 项目,孙继全(骨干)(150 万,2012-2015)

6.     皮革行业重金属铬回收达标排放清洁技术及示范,863项目,孙继全、来国莉(骨干)(30 万,2012-2015)

7.     聂勇:迪茨氏属菌降解烷烃过程中底物响应的分子机制研究,自然科学基金青年基金项目,31300108,2014-2016;

8.     孙继全:Diaphorobacter 细菌代谢吡啶与苯酚过程中底物选择性的分子机制研究,自然科学基金青年基金项目,31200100,(25 万,2013-2015);

9.     土壤铁锰氧化物矿物日光催化效应促进微生物固碳作用机制研究,国家自然科学基金重点项目,41230103,研究骨干(2013–2016)

10.  卢社莲:迪茨氏属菌的石油降解基因及调控机制研究,自然科学基金青年基金项目,31200099,(22 万, 2013 - 2015)

11.  来国莉:微生物群落定向调控微观机制研究,自然科学基金青年基金项目,31300107,22万(2014-2016)。

12.  徐兴健:植物与微生物联合强化水体有机污染物降解的机制,然科学基金青年基金项目,31300102,20万(2014-2016)。