微生物是生产氨基酸、抗生素、抗病毒剂和酶制剂等生物制品的重要来源。因此,如何提高微生物的产量或是增加其抗性一直以来是微生物育种的中心话题。Stemmer等在1994年率先提出DNA重排技术,该技术是一种体外定向进化分子的方法,在一定程度上模仿生物体自然进化过程中减数分裂期等位基因间的DNA片段交换。Stemmer等也首次将基因组重排技术应用于弗式链霉菌,研究显示仅通过两轮递推式融合所得到的高产菌株就能优于历经20年经过20轮常规诱变所获得的高产菌株。所以基因组重排技术的优势在于它的快速、高效。

同时,基因组重排产生的子代稳定性更高,安全性也更高,因为这个技术本身模拟了自然进化的过程,降低或消除了有害的突变。也不同于基因工程菌种,不会将外来基因拼接上去,因此产生的菌株也有更高的安全性。

基因组重排技术也无需对菌种的遗传背景十分清晰,不同于DNA重组技术、定向进化工程、代谢工程和系统生物学手段等,使人们有可能直接得到理想中的优良性状,在一定程度上达到了定向进化的目的,但这些技术手段都是建立在对目标菌株遗传背景深入了解的基础上,需要花费较长的时间和精力去研究不同菌株的遗传规律。而基因组重排则无须深入了解微生物具体的调控机制,它以细胞内整套基因组为对象,可进行随机交换重组整合,通过筛选最佳的“组合”,从而加快定向进化的速率,达到快速育种的目的。