分子生態學
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分子生態學是微生物學的一個領域，利用分子生物學方法研究微生物生態學。比如研究某些基因在環境中的存在和分佈。
由於很多微生物不能很容易地在實驗室中培養（海水中的0.001~0.1%，土壤中的0.3%左右，活性污泥中1~15%可被分離培養），因此不能用傳統的鑒別和描述菌株的辦法研究它們。另外，隨著聚合酶鏈式反應(PCR)技術的發展，人們可以快速擴增遺傳物質DNA。
環境樣品中DNA的擴增通常需要一組用於特定微生物的引物，而得到遺傳物質的混合物，將其分離，隨後進行測序和鑒別。經典的分離辦法是通過克隆，將擴增的DNA片段插入到細菌質粒上實現的。較新的方法包括變性梯度凝膠電泳(DGGE)，可以更快地得到結果。
分子生態學的發展也和DNA芯片的使用緊密相關，該技術可以高通量檢測環境中的特定生物或基因。
分子生態學中可以使用很多基因進行研究，在分類學角度，最常應用的基因是核糖體小亞基RNA(SSU rRNA)。而功能性基因的研究有助於判斷微生物在該環境中的活動。
微生物生態學中和分子技術相關的一個重要問題就是，這些生物以主動（進行正常代謝和繁殖）還是被動（靜息休眠）的方式存在。這可以用幾種方式來解決：
