在地球各種生境中，微生物表現出極大的多樣性。然而由于純培養法培養微生物的限制性，絕大多數種類的微生物并未得到了解。有數據表明，各種生境中大約只有1%的微生物是可培養的，多達99%的微生物在現有的實驗條件和技術下尚未得到純培養。從國內外目前采用的方法來看大致包括以下幾類：傳統的微生物平板純培養法、DGGE/TGGE/TTGE、T-RFLP、SSCP、FISH、印記雜交、定量PCR、基因芯片、高通量測序等分子生物學方法。
微生物多樣性測序是基于二代高通量技術對16S rDNA/18S rDNA/ITS等基因序列進行測序，能同時對樣品中的優勢物種、稀有物種以及一些未知的物種進行檢測，獲得樣品中的微生物群落組成以及它們之間的相對豐度。具有低成本、高通量、流程自動化等優勢。
哪些研究需求可以做微生物多樣性測序
(1) 物種豐度值檢測：
? 檢測環境樣本中的優勢物種
? 檢測環境樣本中的稀有物種
? 檢測特定的感興趣的物種
(2) 不同分組樣品相似性比較：
? 樣本間的相似性聚類
? 不同來源的樣本的差異性比較
(3) 尋找不同分組間的重要的Biomaker
? 統計分析尋找出引起不同分組差異的重要的微生物
? 尋找潛在的微生物之間的關聯性
(4) 其它的可與微生物多樣性相關的分析
? 外部環境的變化必然會帶來微生物群落的變化，環境因子會帶來哪些菌屬的豐度變化，這些菌屬（可能是有益菌、有害菌、功能菌）又給環境個體帶來怎樣的影響，這些均可做微生物多樣性的檢測。
測序區段選擇
由于16S rDNA較長（1.5kb），我們只能對其中經常變化的區域也就是可變區進行測序。16S rDNA包含有9個可變區，分別是V1-V9。一般我們對V3-V4雙可變區域進行擴增和測序，也有對V1-V3區進行擴增測序。
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| 圖 16S rDNA全長 |
引物序列選擇
對于微生物多樣性測序，建議選擇如下擴增引物：
5' fd1: AGAGTTTGATCCTGGCTCAG 8-27
3' rp2: AAGGAGGTGATCCAGCCGCA 1522-1541
測序平臺選擇
16S rDNA測序目前可以采用多種不同的測序儀進行測序，包括羅氏的454，Illumina的MiSeq，Life的PGM或Pacbio的RSII三代測序儀。不同的儀器各有優缺點，目前最主流的是Illumina公司的MiSeq，因為其在通量、長度和價格三者之間最為平衡。MiSeq測序儀可以產生2×300 bp的測序讀長，一次可以產生15 Gb的測序數據遠遠大于其他測序儀的測序通量。