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微生物生态学研究中采用的分子生物学方法主要有标记核酸探针技术、基于PCR的分析方法、梯度凝胶电泳方法、磷脂脂肪酸谱图分析方法、rRNA序列同源性分析方法以及质粒、编码特殊蛋白质和低分子量RNA基因分析等。这些技术方法的采用在微生物生态学研究中取得了重大的突破,使得对某些微生物的研究成为可能,并在分子水平上阐述了其生态机制。