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自然环境中超过99%的微生物不能用传统的方法进行纯培养，这大大限制了人类认识微生物世界的视野。宏基因组学是20世纪90年代发展起来的，它是通过直接提取环境中全部微生物的总基因组DNA并克隆到合适的可培养微生物宿主中来筛选目的基因的新方法。它已广泛应用于农业、林业、土壤、海洋、人体医学等各个领域，从发酵工艺到生物能源再到环境治理等与人们生活息息相关的各个方面都起到突出的作用。本文重点介绍了宏基因组学在微生物学研究中的应用，旨在说明宏基因组技术可以获得难以人工培养的微生物基因组信息，这使我们在很大程度上提高了