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实验室以与人类社会可持续发展直接相关的微生物技术为主要研究对象，侧重研究利用包括基因工程、代谢工程等现代生物技术在内的各种技术手段，选育具有各种特殊功能的微生物新菌株，研究微生物的生理代谢活动，开发利用微生物功能的新工艺、新技术。主要研究工作包括：（1）生物质资源转化技术研究，包括木质纤维素微生物降解机理基础研究、筛选和改造木质纤维素降解菌及其酶类、相关酶制剂的生产和应用技术、利用微生物技术降解转化农作物秸杆等木质纤维素类资源及其它工农业废弃物，发酵生产酒精、有机溶剂等化工原料及饲料、沼气等有用产品、利用光合细菌生产饲料添加剂和氢气能源等；（2）资源和环境微生物技术研究，侧重利用微生物技术开发难开采矿产资源(如二次采油后的低产油井、低品位金属矿石和尾矿等）、环境污染物（废水废气废渣）治理、清洁生产工艺（细菌脱硫技术、生物制浆技术、酶法废纸脱墨技术等）研究、环境友好产品（生物可降解塑料、生物农药、生物肥料等）研制，以及海洋微生物资源的开发利用、海洋资源的微生物转化技术等；（3）发酵新产品、新工艺的研究，如新型药物（谷氨酰胺、火菇素、L－肉碱等）、食品或饲料添加剂（乳链菌素、饲用益生素、光合菌剂）、酶制剂（脂肪酶、果胶酶、异淀粉酶等）、功能性食品、生理活性物质、抑菌杀菌剂、生物聚合物，以及精细化工产品的生物转化技术等；（4）分子生物技术研究，利用基因工程、蛋白质工程、代谢工程等现代生物技术，有目的的改造乃至创造新的生物机能，为开发微生物应用新技术提供必要前提。如构建具有抗砷功能的浸矿用自养型硫杆菌、具有嗜杀活性的酿酒酵母生产菌株，建立丝状真菌高效表达的基因转移系统等；（5）生化工程技术研究，包括数量生理学、代谢流量分布分析、生物过程动力学模型构建、发酵过程的计算机优化调控技术、新型发酵技术（如补料分批培养技术、连续发酵技术、固定化细胞培养技术、高密度培养技术、发酵和分离耦联技术）及新型生化反应器的研制、生化分离技术等。