由於現代分子生物學技術的迅速發展，正在形成一套與傳統的分類鑒定方法完全不同的分類鑒定技術與方法，從基因水平上分析各微生物種之間的親緣關係，即係統發育地位。眾所周知，原核生物細胞中的 16S rDNA 和真核生物細胞中的 18S rDNA 的堿基序列都是十分保守的，不受微生物所處環境條件的變化、營養物質的豐缺的影響而有所變化，都可以看作為生物進化的時間標尺，記錄著生物進化的真實痕跡。因此，分析原核生物細胞中的 16S rDNA 和真核生物細胞中的 18S rDNA 的堿基序列，比較所分析的微生物與其他微生物種之間 16S rDNA 和 18S rDNA 序列的同源性，可以真實地揭示它們親緣關係的距離和係統發育地位。在現實研究中，除了選擇 16S rDNA 和 18S rDNA 作序列分析進行係統發育比較外，還可利用間隔序列 (ITS) 、某些發育較為古老而序列又較穩定的特異性酶的基因作序列分析，進行係統發育分析。如在環境微生物研究中，對於穀胱甘肽轉移酶（ GST ）的基因序列分析所獲得的係統發育鑒定結果與用其他方法所獲得的結果具有十分吻合的一致性。隨著研究技術和理論的日趨成熟，現在有人提出了分子係統學 (molecular systematics) 這一理論概念。
係統學（ systematics ）是研究生物多樣性及其分類和演化關係的科學。分子係統學是檢測、描述並揭示生物在分子水平上的多樣性及其演化規律的科學。研究內容包括了群體遺傳結構、分類學、係統發育和分子進化等領域。群體遺傳結構 (population genetic structure) 是指一個種內總的遺傳變異程度及其在群體間的分布模式，是一個種最基礎的遺傳信息。分類學 (taxonomy) 是研究物種的界定和序級確定。係統發育關係 (phylogenetic relationship) 和分子進化 (molecular evolution) 是兩個密切相關的過程。在利用現代分子生物學技術在分子和基因水平上獲得大量的分類單元尤其是種的遺傳信息後，來推斷和重建微生物類群的演化曆史和演化關係，即建立係統發育樹，根據分離菌株的 16S rDNA 或 18S rDNA 序列與相關微生物種之間的同源性，將分離獲得的菌株放置於係統發育樹的確當分支位置，以顯示其在係統發育中的地位和與其他種間的親緣關係。
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