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自从分子生物学家发现所有生物的遗传信息都是由DNA分子携带并发现了基因的密码后，人们就一直致力于将分子生物学的这一划时代成果用于微生物细胞的改造，使得微生物细胞能够生产更多的目标产物、合成新的代谢产物及转化原本不能转化的底物或有毒物质。通过科学家们的不懈努力，基因工程已经成了工业微生物菌种选育的重要手段，正在发酵工业中发挥愈来愈大的作用。可以说工业微生物遗传育种取得的重要进展既是基因工程发展的基础之一，又为工业微生物的育种提供了强有力的新工具。两者始终存在着十分密切的依赖关系。
基因是细胞的染色体中含有遗传信息的基本单元。在对基因进行操纵前，必须对DNA分子的脱氧核糖核酸顺序、各个结构单元的功能及其相互关系有一个清楚的认识，即所谓的基因组学。目前，许多微生物、植物、动物及人类基因组计划已经完成或即将完成，怎样利用从基因组中获得的大量信息为人类服务已经成了生物技术的重要研究内容和发展方向。
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