发展微生物与环境相互作用理论研究与过程控制的方法和技术。开展新一代发酵使能技术研发，发展工业发酵过程组学研究体系，通过计算模拟研究细胞生命过程与环境的互作，构建生命与非生命、分子-细胞-反应器-工厂多层次多目标模型，发展工艺优化和过程控制理论，建立高效清洁的生物工艺，建立多细胞体系生物加工工艺，创建产品提纯精制新路线。解析微生物菌群群落结构与系统功能，构建新的物质转化技术，开发生物降解、生物驱油、生物环保等新工艺。

研究单元：

真菌合成生物学研究组

进化与代谢工程研究组

智能生物制造中心

应用微生物生态工程研究组

营养资源生物合成研究组

工业生物系统工程研究组

生物基材料工程中心

系统生物学中心

高通量编辑与筛选平台实验室

生物大分子合成与微生物代谢工程研究组

总体研究部【含人工合成淀粉研究中心、功能大分子生物合成中心】

任南琪大师工作室（环境与能源合成微生物组研究中心）

欧阳平凯纪念研究中心

李玉大师工作室（菌物反应器平台研究中心）