分子生物学技术在土壤生物修复中的应用研究和展望剖析
分子生物学技术的研究与应用
分子生物学技术的研究与应用引言：分子生物学技术是一门近年来快速发展的交叉学科，它的主要研究对象是生物分子，如核酸、蛋白质、脂类等，通过对生物分子的结构和功能进行研究，探究生命现象的本质，揭示生命系统的规律性和机制，并应用于生物医学、生态环境、生产生活等领域。
一、DNA测序技术1.1 Sanger测序Sanger测序技术是DNA测序的一种传统方法，基于合成DNA 链的反应，衍生出荧光标记的终止子，从而推导出DNA序列。
该技术具有高精度、可靠性等优点，但速度慢、成本高是其不足之处。
1.2 第二代测序Illumina公司的Solexa、Roche公司的454、ABI公司的SOLID 等第二代测序技术，都在不同程度上克服了Sanger测序的缺陷，突破了DNA测序的局限性。
第二代测序的高通量、高速度、低成本，使其能更广泛地应用于基因组学、转录组学、表观基因组学等领域。
1.3 第三代测序PacBio公司的SMRT技术、Oxford Nanopore公司的MinION 技术等第三代测序技术，其最显著的特点是实时和直接测序，具有高亲和性、高速度、直接单分子检测的特点。
虽然在误差率、长度、稳定性等方面还存在不足，但是其将会成为未来DNA测序的趋势。
二、基因工程技术2.1 重组DNA技术重组DNA技术是基因工程技术的基础。
通过酶切、粘接等方法，将DNA片段进行重组并转移到其他生物体中进行表达。
该技术可用于制备重组蛋白、生产抗体、生物修复等。
2.2 基因编辑技术CRISPR-Cas9基因编辑技术是近年发展起来的一项基因工程技术。
它基于细菌天然免疫系统，可以设计和定向剪接目标基因，实现特定基因的添加、替换或删减。
该技术在生物样本处理、疾病治疗、生物能源等方面具有广泛应用前景。
三、分子诊断技术3.1 PCR技术PCR技术是分子诊断中最常用的一种技术。
它利用DNA聚合酶的复制能力，可以从微量DNA中扩增出大量目标DNA片段。
分子生物学技术在病理学研究中的应用
分子生物学技术在病理学研究中的应用随着科技的不断发展和进步，分子生物学技术在病理学研究中的应用也越来越广泛。
分子生物学技术是一种基于生物分子的研究法，采取了一系列分子生物学实验技术，可以更加准确、快速地对生物体的分子结构进行探究，为疾病的研究提供了良好的平台。
分子生物学技术主要包括单核苷酸多态性（SNP）、DNA芯片等，这些技术能够寻找和定位全基因组的变异，从而可以研究疾病的发生和发展机制，为相关疾病的诊断和治疗提供理论依据。
其中，DNA芯片技术又叫“基因芯片技术”，是目前最为先进和常用的分子生物学技术之一。
DNA芯片技术可以高度并行地对数千到数百万个基因进行检测，得到大量有关基因功能和基因调控的信息。
这种技术具有高通量、高灵敏度、高效率、高特异性、高可重复性等特点，能同时间内同时分析大量基因的表达情况和变异信息，对诊断和治疗疾病都有巨大的潜力和作用。
分子生物学技术在病理学研究中的应用：1、基因诊断分子生物学技术能够牢固地揭示疾病基因的异变。
通过对特定基因采用PCR 等技术进行检测，不仅可以追踪疾病的发生机制，也可为相关疾病的诊断、预测和基因治疗提供依据。
如癌症的早期诊断，通过采用PCR技术检测体内特定基因的突变与否来帮助做出更准确的诊断。
2、基因治疗分子生物学技术可以揭示疾病的基本遗传模式和基因结构模式，从而为基因治疗提供理论支持。
利用分子生物学技术，可以进行基因转移、基因缺陷纠正等技术操作，帮助减轻或消除某些疾病的发生和发展。
例如，在治疗基于基因的疾病时，以普利司他（Prilenap）为例。
普利司他是一种抗高血压药，它主要修复ACE2基因的缺陷，从而降低人体内一些激素的分泌，通过分子生物学技术的协助，这种治疗方式可以更为高效地实施。
3、疾病筛查分子生物学技术可为一些常见疾病的筛查和诊断提供依据。
例如，直接通过利用PCR技术检测人体内cancer基因是否存在，从而可以确定个体患上癌症的风险，为提前预防及早治疗提供理论支持。
分子生物学技术在环境生物学中的应用
分子生物学技术在环境生物学中的应用引言：随着环境污染问题的日益严重，环境生物学作为一门新兴的学科，旨在研究生物与环境相互作用的关系，以及生物对环境的响应。
分子生物学技术作为一种重要的实验手段，已在环境生物学领域中得到广泛应用。
本文将重点探讨分子生物学技术在环境生物学中的应用。
一、环境DNA技术环境DNA（eDNA）技术是一种利用环境中存在的DNA片段来研究生物多样性和生物群落结构的方法。
通过采集水、土壤、空气等环境样品，提取其中的DNA，再通过PCR扩增和高通量测序技术，可以快速、准确地鉴定出环境中存在的各类生物物种。
环境DNA 技术可以帮助我们了解某个区域内的物种组成、物种分布情况以及生物多样性的变化趋势。
通过该技术，我们可以对生态系统的健康状况进行监测，评估环境的质量和生物多样性的状况，为环境保护和生物资源管理提供科学依据。
二、基因组学研究分子生物学技术已经成为基因组学研究的重要工具。
通过高通量测序技术，我们可以对环境中的微生物群落进行全面的基因组分析。
这有助于我们了解微生物的功能和作用，以及它们对环境的响应。
此外，基因组学研究还可以揭示生物适应环境的分子机制和遗传基础，为环境适应性的研究提供重要依据。
通过分析环境中不同物种的基因组数据，我们可以了解它们的功能特征、代谢途径和生态角色，促进对生态系统功能的理解。
三、环境污染检测分子生物学技术在环境污染检测中发挥着重要作用。
传统的环境污染检测方法通常依赖于化学分析，但这些方法存在着操作繁琐、耗时长、成本高等问题。
而分子生物学技术可以通过检测特定基因或基因组片段的存在与否，来快速、准确地评估环境中的污染物含量和污染程度。
例如，通过PCR扩增和定量PCR技术，可以检测出环境中微生物降解有机污染物的能力和活性，评估生物修复效果。
此外，分子生物学技术还可以应用于检测环境中的重金属、农药和有机污染物等，为环境保护和生态风险评估提供科学依据。
四、分子标记技术分子标记技术是一种利用分子生物学方法对物种进行鉴定和分类的技术。
分子生物学的研究进展及未来展望
分子生物学的研究进展及未来展望分子生物学是研究生物体分子结构、组成和功能的学科，它涉及许多领域，包括生物化学、遗传学、生物物理学、生物工程等，并在基础研究、医学、农业、环境保护等方面发挥着重要的作用。
近年来，随着科技的不断发展和研究手段的不断改进，分子生物学领域也在不断突破和创新，许多重要的研究进展和发现正在改变我们对生命科学的认识。
一、基因编辑技术的突破基因编辑技术是近年来分子生物学领域最为关注和热门的研究之一。
它通过切割和修复DNA序列，能够实现人为地改变生物的基因组，从而创造出具有特定性状的新物种或新品种。
这种技术在医学、农业和环境保护等领域均具有广泛的应用前景。
最近几年，基因编辑技术取得了一系列的重要突破，例如CRISPR-Cas9技术的发展，使得基因编辑技术更加快速、精确和低成本。
此外，基于基因编辑技术的抗癌研究也正在取得巨大的进展，如利用基因编辑技术改变肿瘤细胞基因组，以抑制或消除癌细胞的生长和扩散。
二、人工合成生命体的实现人工合成生命体是一个极具挑战性的研究领域，其中的目标是利用分子生物学技术来开创具有完全不同于自然界的生命形式。
最近几年，人工合成生命体的实现已经成为了分子生物学领域的一大热点和关注点。
2010年，美国两个研究团队利用类似的技术合成了一种“全新”的病原体，其基因组完全来自合成的化学物质。
这个突破意味着我们已经具备了创造、设计和合成生命体的能力，为将来改变人类生命和生物世界带来了巨大的机遇和潜力。
三、蛋白质折叠和疾病研究蛋白质是生命中最为重要的分子之一，它们在细胞内扮演着极为重要的角色，控制着基本代谢过程、细胞信号转导、膜转运等生命活动。
然而，当蛋白质结构发生折叠异常时，就会引起一系列疾病，如肿瘤、神经退行性疾病、糖尿病等。
最近几年，对蛋白质结构和折叠机制的研究得到了显著的进展，特别是应用高分辨率X射线晶体学、核磁共振等技术手段，揭示了许多蛋白质复杂结构的三维结构和动力学过程，从而更好地理解了蛋白质折叠及其与疾病发生发展的关系。
分子生物学在环境保护与生态恢复中的应用
分子生物学在环境保护与生态恢复中的应用随着全球环境问题的日益凸显，保护生态环境与恢复生物多样性成为当今社会亟待解决的重要议题。
分子生物学作为一门前沿科学，具有在环境保护与生态恢复中应用的潜力。
本文将探讨分子生物学在环境保护与生态恢复中的应用，并分析其潜力和挑战。
一、DNA条形码技术在物种鉴定与保护中的应用DNA条形码技术是一种基于物种特异性DNA序列的鉴定方法，通过比对物种特异性基因区域的序列信息，实现对物种的快速准确鉴定。
在环境污染监测中，DNA条形码技术可以应用于准确判断物种的存在与分布，为野生动植物保护和物种追踪提供重要依据。
此外，DNA条形码技术还可以应用于对珍稀濒危物种的保护，通过对物种的基因组信息进行研究，为保护策略的制定提供依据。
二、基因工程在环境修复中的应用基因工程技术是利用分子生物学方法对生物进行基因的修改和重组，以实现特定目的的技术手段。
在环境修复中，基因工程技术可以应用于修复受到污染的土壤和水体。
例如，通过导入具有降解污染物能力的微生物基因，构建菌株用于修复受到有机物污染的土壤。
此外，基因工程技术还可以通过改良植物基因组，提高植物对重金属等有害物质的耐受性，以实现生态系统的恢复和重建。
三、基因编辑技术在遗传改造中的应用基因编辑技术是一种通过直接修改生物体基因组中的特定序列，实现精确改变生物体性状的技术手段。
在环境保护与生态恢复中，基因编辑技术可以用于改造农作物和林木的基因组，提高其抗病虫害能力和适应环境的能力，从而减少对化学农药和化肥的依赖，推动可持续农业的发展。
此外，基因编辑技术还可以应用于改造水生生物的基因组，提高其耐受水体污染的能力，促进受损水域的生态恢复。
四、生态基因组学的应用与展望生态基因组学是一门研究基因组与环境相互作用的交叉学科，通过对不同环境下生物基因组的研究，揭示基因与环境之间的相互作用机制。
生态基因组学的发展为环境保护与生态恢复提供了新的思路和方法。
通过分析环境因子与基因组的关联性，可以深入了解环境对生物适应性的影响机制，为制定合理的保护策略和恢复方案提供科学依据。
分子生物学技术在生物研究中的应用
分子生物学技术在生物研究中的应用近年来，随着科技的发展和生物研究的深入，分子生物学技术在生物研究中的应用越来越广泛。
这些技术不但使得生物研究变得更加方便和高效，而且在人类医学、农业生产、环境保护等领域都有着巨大的应用前景。
一、基因克隆技术基因克隆技术是指先将DNA分离出来，利用DNA polymerase 酶将其扩增，再将扩增后的DNA插入到载体中，使其在细胞中可以再生产。
基因克隆技术广泛应用于基因组结构和功能的研究，基因的表达及调控机制，致癌基因和肿瘤抑制基因的研究等。
二、PCR技术PCR技术是指通过引物的特异性作用，在适当的温度条件下进行DNA的逆转录和扩增。
该技术被广泛应用于DNA检测和分析中，如基因治疗、病毒病的诊断、遗传学研究等。
PCR技术能够快速、高效地扩增特定的DNA序列，对于基因检测和疾病诊断具有非常重要的作用。
三、蛋白质纯化技术蛋白质纯化技术是将复杂的蛋白质混合液分离，从中获得目标蛋白质的过程。
在生物研究中，蛋白质纯化技术是分子生物学的重要分支，其主要应用于蛋白质的基础研究、药物研究、工业生产等领域。
根据蛋白质性质的不同，可以选择不同的纯化方法，如界面吸附、离子交换、凝胶过滤等。
四、基因编辑技术基因编辑技术是指通过特定的核酸酶对DNA分子进行切割或修复，达到对基因的修改或调控的目的。
目前常用的基因编辑技术有CRISPR-Cas9、TALEN和ZFN等。
该技术可以用于基因敲除、基因点突变、育种等领域，对于生物研究和治疗具有广泛的应用前景。
总之，分子生物学技术在生物研究中的应用已经越来越广泛。
这些技术的出现使得生物研究变得更加高效和精确，也为人类医学、农业生产、环境保护等领域带来了更多的机遇和挑战。
相信在未来，分子生物学技术会更加成熟和完善，为全球生物研究做出更大的贡献。
分子生物学技术在生态环境中的应用
分子生物学技术在生态环境中的应用随着科技的不断创新和进步，分子生物学技术的应用范围越来越广泛，不仅涉及到医学、农业、畜牧、生产等众多领域，同时也在环境保护和生态治理中发挥了重要作用。
本文将针对分子生物学技术在生态环境中的应用进行详细阐述。
一、生态环境中的分子生物学技术生态环境是指消息环境、食品环境、空气环境、土壤环境和水环境等各种不同类型的环境，其中每一种环境都会直接或间接地影响到生物体的发育和生存。
在这样的生态环境中，生物体中的基因和分子结构通常是不稳定的，因此需要利用分子生物学技术来对其进行监测和分析。
分子生物学技术的主要包括基因克隆技术、PCR技术、基因表达分析技术、蛋白质组学以及生物芯片技术，并且在生态环境中的应用也十分广泛。
下面，我们将从不同领域的角度来探讨分子生物学技术在生态环境中的应用。
二、在环境污染监测中的应用1.水污染监测随着经济水平的提高和人口的增加，很多地区遭受着严重的水污染问题。
因此在水环境治理中，分子生物学技术被广泛应用以监测水中的微生物污染和有机污染物。
其中最为常见的是PCR技术，使用特异性引物和探针进行定量检测和鉴定致病微生物和污染物。
此外，生物芯片技术可以同时检测多种污染物和微生物，为水环境治理提供了更为有效的手段。
2.空气污染监测分子生物学技术在空气环境中的应用主要涉及到检测空气中的微生物和致病菌。
PCR技术和蛋白质组学被广泛应用于空气微生物的定量检测和鉴定，通过监测空气中的微生物数目以及其变化可以了解到环境的空气质量变化。
这对于保护大众的健康和改善城市环境有着十分重要的意义。
三、在环境保护中的应用1.生物多样性保护生物多样性是地球上不同生物种类和生态系统的多样性，是维持自然平衡和生态稳定的重要基础。
以前的生物多样性研究主要依赖于人工标本和普通生态学方法，建立物种名录和种实体库。
然而，随着分子生物学技术的发展，生物多样性研究也可以通过评估物种多样性和遗传多样性的变异性来实现。
分子生物学技术的研究与应用
分子生物学技术的研究与应用随着科技的发展，分子生物学技术越来越受到人们的关注和重视。
作为一种对生物体的分子结构和功能进行研究和探索的重要工具，分子生物学技术已经成为了当前生命科学领域中的重要一环。
本文将对分子生物学技术的研究与应用进行探讨。
一、PCR技术PCR技术是分子生物学领域中最为常用的技术之一，其作用是对DNA序列进行放大，从而能够更为准确地识别和分析DNA序列。
PCR技术的核心在于聚合酶的反应，通过不断的循环反应，可以将少量的DNA片段进行扩增。
PCR技术的应用广泛，可用于DNA的克隆、基因突变的检测以及病原体的检测等等。
此外，PCR技术还可用于进行基因测序以及DNA指纹鉴定等领域。
二、基因克隆技术基因克隆技术是分子生物学领域的另一项重要技术，其作用是将基因从一种生物体中克隆到另一种生物体中，从而实现基因的传递和表达。
基因克隆技术的核心在于重组DNA技术，其中包括了限制性内切酶的应用和DNA连接酶的作用。
基因克隆技术的应用范围广泛，可应用于基因治疗、基因表达、基因功能研究等领域。
此外，基因克隆技术还可以用于基因工程领域中的基因敲除、基因替换等领域。
三、蛋白质表达技术蛋白质表达技术是分子生物学领域中的另一项重要技术，其作用是通过基因表达，从而实现蛋白质的制备和生产。
蛋白质表达技术的核心在于质粒的转染和重组蛋白的纯化。
蛋白质表达技术的应用广泛，可应用于药物研发、生物工程领域中的生物复制、酶的制备等等。
此外，蛋白质表达技术还可以用于疾病诊断和治疗领域中的特异性蛋白质制备、蛋白质标记等。
四、基因测序技术基因测序技术是分子生物学领域中的重要技术之一，其作用是对DNA序列进行测序，从而实现对基因的分析和解读。
基因测序技术的核心在于当前广泛应用的Next Generation Sequencing技术（NGS）。
基因测序技术的应用广泛，可应用于基因组学、疾病预防和治疗、基因表达调控等领域。
此外，基因测序技术还可以用于现代农业、生物安全等领域中的种质资源鉴定、生物技术监管等。
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分子生物学手段在土壤污染生物修复中的应用摘要: 污染土壤的修复技术主要有物理修复、化学修复和生物修复，文章综述了分子生物学技术包括环境微生物群落降解基因分析、16S rRNA序列分析技术以及荧光原位杂交技术在生物修复技术中跟踪污染土壤中降解微生物行为、监测降解基因和微生物群落变化，揭示了其中的分子机制的应用现状，对各项技术应用中需要注意的问题进行了讨论并对其发展前景进行了展望。
关键词: 分子生物学；降解基因；16S rRNA；FISHMolecular biology techniques in bioremediation of soil: Current status and futureAbstract：This review starts with a brief overview of the molecularbiology techniques applied to the bioremediation of soil. Theprinciples of the catabolic gene probe analysis of microbialcommunity, 16S rRNA sequence analysis and fluorescent in situhybridization (FISH) and their applications to monitoring the fateof contaminant-degrading microorganisms, detecting catabolic geneand analyzing the changes of microbial community in contaminatedsoil are highlighted. The problems and prospects of these techniquesare discussed.Key words: molecular biology; catabolic gene; 16S rRNA; FISH1、引言国家环保总局发布资料指出，目前全国受污染的耕地约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆存占地和毁田200万亩，合计约占耕地总面积的1/10以上，全国每年因土地污染造成的经济损失超过2000亿元。
随着我国工农业生产的迅速发展，我国土壤受石油烃类、硝基化合物、多环芳烃、氯代烃、农药、杀虫剂等有机化学品和重金属污染的状况日益严重，对生态环境、食品安全和农业可持续发展构成严重威胁，土壤污染的总体形势相当严峻。
另一方面，全国土壤污染防治的资金投入有限，土壤科学研究难以深入进行。
生物修复技术通过利用和强化环境微生物对难降解污染物的代谢分解作用进行污染控制和治理，在发达国家已形成一定的产业基础，在我国也受到学术界的广泛重视[1]。
土壤是由固相、液相和气相共同组成的三相体系，土壤固相组成及性状复杂，存在于其中的生物群落亦具有高度的不均一性和波动性，土壤生态体系的复杂性加大了生物修复的难度。
具有高效代谢污染物能力的微生物接入污染土壤中，受污染体系温度、水含量、pH值、营养物质供给等因素的不规律剧烈波动，以及土著微生物竞争作用的影响而无法生存，这是制约生物修复技术效率的根本原因[2]。
因此，以分子生物学技术为基础，研究开发在复杂污染体系中快速定量分析具有高效代谢污染物能力的微生物及微生物群落变化的方法，用于指导生物修复的理性设计和过程调控是环境生物修复技术的重要研究方向。
传统的微生物学技术对环境中微生物的分析研究以纯培养技术为基础，工作量大，周期长(数天至数周)，而且由于土壤中90%~ 99.9%的微生物无法进行分离培养[3]，传统的分析技术无法反映微生物群落的真实情况，对不可培养的微生物在污染物生物降解中的作用也无法解析。
另外土壤环境具有显著的地域差异性，依据传统微生物技术及经验进行生物修复过程设计的失败率较高。
1985年Pace等[4]第一次利用rRNA测序技术分析环境中微生物群落以来，分子生物学手段在生物修复技术中的应用目前已成为一个研究热点。
分子生物学技术无需对微生物进行分离培养，具有快速、准确的特点，仅需数小时即可完成检测，具有较大的优越性。
该技术可从分子水平上定量跟踪、监测特定微生物和微生物群落变化，为解析生物修复过程中微生物生态变化与污染防治控制的关系提供了强有力的工具。
本文作者对基于分子生物学技术的微生物群落降解基因分析方法、16S rRNA群落分析技术以及荧光原位杂交技术在生物修复技术中的应用及研究进展进行了综述。
2、环境微生物群落降解基因分析降解基因是指编码污染物代谢途径中主要降解酶的基因片段。
从环境样品中提取DNA样本，利用PCR技术对降解基因进行扩增，得到的结果可用于分析环境中污染物优势降解菌的分布，指导优势降解菌的筛选和生物修复过程的调控。
表1列出了部分典型的降解基因及分子生物学检测方法。
随着研究的开展，越来越多的降解基因被发现，这些降解基因编码有机物代谢途径中的关键酶通过选择合适的分子生物学方法，可在原位检测各类污染物富集的生态环境中降解菌的分布及代谢活性。
降解基因的发现和分子生物学检测方法的开发研究为监控生物修复过程提供了分子水平的理论依据。
Stapleton等[5]将含有BTEX和萘的合成喷气机燃料油注入试验场地的地下水层，用一组基因探针对污染区域中alkB, nahA, nahH, todClC2和xylA基因进行监测，结果表明，在污染区域内形成了好氧降解污染物的微生物群落并对燃料油污染物有较强的适应能力。
Whyte等[6]用PCR杂交和菌落杂交方法分析了4种链烷烃单加氧酶基因型在北极和南极的碳氢化合物污染土壤和对照土壤中的存在特性，由此鉴定出极地链烷烃降解微生物群落中的主要微生物。
对降解基因的定量检测还有助于开发高活性的微生物制剂。
Wang等[7]通过考察菲的主要降解基因，分析了混合微生物在代谢菲时不同代谢途径之间的互补可加速生物降解的可能性。
Cunliffe等[8]考察了采用不同手段预处理接种微生物，发现预处理过程能够显著影响降解基因的表达，进而影响对土壤中多环芳烃的降解效果。
另外，对降解基因的研究还可有助于构建降解能力强的基因工程菌。
应用降解基因监测环境中的优势降解微生物仍面临如下两个关键问题。
第一，已知降解基因序列的有限性，由于大多数基因序列都来自于实验室中易培养的菌株。
根据这些序列设计出来的PCR引物和基因探针只能检测到环境基因库中的某些特定序列。
针对这一问题，需对环境中的代谢基因进行进一步的挖掘，使用定量评估手段也能够避免分析结果的混乱，如使用定量PCR(竞争性PCR或实时PCR)。
第二，为确认降解基因是否真正在原位进行表达，需借助其他检测手段(如反转录酶PCR等)。
3、16S rRNA群落分析技术以16S rRNA为基础的分子生物学技术主要利用不同微生物在16S rRNA 及其基因rDNA序列上的差异对微生物种类进行鉴定和定量分析。
采用该技术无需对环境样品中的微生物进行分离培养，能够快速、准确地反映环境微生物样品的多方面信息。
目前已知16S rRNA基因序列的细菌有10000种以上，并且每年都有新信息不断补充到GeneBank[9]中，这使得微生物研究工作者能够利用这一数据库对微生物群落多样性进行研究。
目前16S rRNA序列分析技术在环境修复领域的应用主要包括3个方面。
第一是鉴定生物降解菌。
如张小凡等[10]从石油污染土壤中分离到2株菲降解菌，经16S rRNA方法鉴定均为鞘氨醇单胞菌属细菌。
Erksson等[11]对一组能够在厌氧环境和很宽的温度范围内降解多环芳烃的菌群进行了分析及鉴定，并分析了富集菌群在不同环境下微生物群落的变化趋势。
Zhang 等[12]采用16S rRNA序列分析从多环芳烃污染的土壤中分离出3株优势降解菌，并首次报道副球菌属细菌对多环芳烃类物质的降解具有通用性。
第二是研究受污染环境中微生物群落多样性的变化，了解种群动态，解析群落与功能的关系，为实现对生物修复过程群落功能的定向调控提供必要的信息。
通过添加营养物质对受高度风化石油烃(C10-C32)污染土壤进行了修复治理，利用16S rRNA基因末端限制性片断分析方法对微生物群落进行了跟踪。
结果显示:在石油烃降解的快速阶段和缓慢阶段，微生物群落中的主要种属发生了很大的变化。
Vanbroekhoven等[13]发现，在不同石油烃类物质污染的土壤中和不同的处理方法下，不动杆菌属微生物的多样性有明显的差异。
Ruling等[14]考察了添加不同的营养物质对石油污染的泥滩中微生物群落的影响，发现添加缓释肥料时石油烃的降解速度较快，该区域中微生物群落中的主要种属与添加液体肥料的区域有明显不同。
以上研究表明营养物质的剂型和添加方式会直接影响微生物群落的变化，进而影响到生物修复的效率。
另外，采用16S rRNA序列分析技术还可以用于检测不可培养的功能性微生物的存在，并指导分离培养技术的改进，从而通过复制自然环境得到这些重要的“不可培养”微生物。
隶属SAR 11进化枝的微生物约占海洋微生物群落的1/4，但在这之前只用16S rRNA序列分析方法检测到它们的存在，未获得纯培养菌株。
Rappe等[15]通过添加海水和低浓度的营养物质分离得到了数株位于SAR 11进化枝上的微生物。
通过提供木聚糖并延长培养时间，也可以从土壤中分离得到从前不可培养的重要微生物。
在分离培养基中添加非营养物质，如环腺普酸，能够改变筛选环境，有利于极端环境中微生物的筛选。
另外还有其他一些方法，如从环境中直接培养或者在实验室制造环境梯度等。
以16S rRNA序列分析技术促进纯种分离培养技术的改进将有助于阐明从环境中检测到的基因的功能和调节方式，得到确定的微生物多样性信息，帮助人们更好地利用白然界中的微生物宝库。
16S rRNA序列分析技术缺点之一是操作过程繁琐，包括样品提取、细胞破碎、核酸提取、PCR扩增、扩增产物分离以及核酸探针设计、应用等，每一步都可能对16S rRNA序列分析结果产生重要的影响，此外该技术无法提供微生物分布的可视化信息。
而荧光原位杂交(FISH)技术在此方面则独具优势。
4、荧光原位杂交(FISH)技术FISH技术采用特殊荧光染料标记核酸探针，在细胞内与特异的互补核酸序列杂交，通过激发探针的荧光来检测信号。
该技术不依赖于PCR，结合了分子生物学方法的精确性、特异性和显微技术的可视性，能够在自然环境中监测和区分不同的微生物个体，评价微生物群落，并同时提供形态学、数量、空间分布以及细胞环境方面的信息。
在微生物学研究中，FISH 技术最常用的靶序列是16S rRNA。