针对重要微生物的合成和分解代谢，以基因组学、功能基因组学、蛋白组学和代谢组学等技术为平台，采用重组DNA技术或分子进化等基因工程技术对微生物细胞特定代谢途径，包括重要抗生素等次生代谢产物的代谢途径、杂环类农药等有害物质分解代谢途径等进行修饰或改造，导入新的代谢途径、提高合成或分解效率，定向改变细胞的生物特性，分泌新的代谢产物。对其代谢过程进行调控，结合代谢产物和中间产物的检测及鉴定，建立微生物的代谢网络模型和代谢控制模型，实现目标物质合成或分解的代谢最优化。鉴定DNA硫修饰的分子结构，阐明DNA硫修饰的分子机理，揭示DNA硫修饰参与代谢的生物学意义。将实现微生物代谢途径与代谢工程基础的理论突破，为微生物合成和分解代谢研究与应用提供支撑体系，并研制成功若干个候选微生物抗生素和有害物质高效降解菌株。