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。

本项目由分子微生物学、微生物药物化学生物学、食品与环境微生物、微生物分子生态学与生态基因组学4个研究室围绕DNA磷硫酰化修饰及限制、微生物药物生物合成、有害物质微生物降解、微生物群落代谢等4个重要微生物代谢方向展开基础和应用基础研究，取得了基础研究的重要突破，实现了对相关产业升级的有效推动，并培养和优化了一支从事微生物代谢研究的具有国际竞争力的研究队伍。两个研究周期中（尤其是近一个周期），我们在PNAS、Nature Communication、PLoS Genetics、JACS、Angewandte Chemie、ISMJ、Mol Microbiol等刊物共发表微生物代谢相关的SCI研究论文103篇（近三年61篇），其中IF>10的有8篇，IF>5的有39篇；申请13项专利（国际 5项），获得授权6项（国际 1项）；培养了46名硕士、38名博士、5名博士后，1人获得全国优秀博士论文奖，1篇论文获得了2012年中国百篇最具影响力论文；研究队伍中有1人获得基金委杰青基金资助、1人获得基金委优青基金资助、1人获得上海市优秀学科带头人、2人入选美国微生物科学院Fellow、1人获得何梁何利科学奖；获得国家各级资助42项，总经费近4000万元（近三年2500万元），2012年并获得1项3000万元的横向项目支持。