1998年Maxygen公司的Stemmer等人提出了一種新的分子育種方法——全基因組重排技術,這種技術是分子定向進化在全基因組水平上的延伸,它將重組的對象從單個基因擴展到整個基因組-,因此可以在更為廣泛的范圍內對菌種的目的性狀進行優化組合。
基因組重排技術主要在傳統誘變的基礎上與原生質體融合相結合進行隨機重組,這將通過多次重組將多個親本的優良性狀集中到同一株品種,而不需要了解整個基因組的序列數據和信息。基因組重排技術雖然起源于原生質體融合,但是與原生質體融合相比,基因組重排技術允許經誘變技術處理產生的多個正突變菌種之間進行重組,并且通過幾輪遞歸基因組融合,導致最終改進的菌株涉及來自多個正突變菌株的遺傳性狀,極大增加了“復雜后代”的遺傳多樣性,并顯著提高獲得高性能菌株的機會。