有用物質を生産する微生物を自然界から探し出し，その生産性，活性を向上させるために突然変異をランダムに起こさせ，優良な形質の変異株を選択するのが応用微生物学の技術発展の出発点であった．20世紀末，特定の遺伝子を選別し，狙い撃ちで変異を付与する，必要な遺伝子だけを増幅させる，不要有害な遺伝子は欠損させるなど，遺伝子組換え技術を駆使する手法が登場し，目的物質の生産微生物の育種を，科学的な推測を行いながら短時間に進める技術が，分子生物学の応用として展開してきた．