团队基于高通量功能基因组学及定量生物学分析技术，挖掘影响利用微生物的核心生物元件及代谢节点；研究关键功能因子的作用机制与关键酶催化机理，获得生物转化途径改造与代谢重塑的有效策略；结合固氮系统及相关代谢网络分析，揭示固氮关键酶催化功能，探究碳-氮协同利用特性规律及优化调控机制；采用光生电子供给体系，研究碳-氮代谢定向累积与光驱动能量协同强化方法；围绕微生物关键中心代谢网络，分析代谢节点对物质流、能量流及电子供给的调控作用。通过对相关机制机理的挖掘和解析，最终利用工程菌株制备复合蛋白饲料、萜类天然产物、航空煤油、肠道益生菌等生物基产品，并对相关产品的商业化生产过程进行技术经济可行性分析及全生命周期评价，上述成果已获授权或申请多项国家发明专利，并获得中国国际高新技术成果交流会优秀产品奖，部分研究成果已具备投入中试生产的条件。

    近5年来，团队成员主持国家重点研发计划、政府间国际合作项目、国家自然科学基金、陕西省重点研发计划项目、国重室开放课题等20余项国家及省部级科研项目。与国内外世界知名高校、研究机构，如麻省理工学院、美国国家实验室、南佛罗里达大学、东京工业大学、神户大学、清华大学等保持良好的合作交流和师生访学关系。

方向1：一碳气体生物负碳技术与高值化利用

方向2：酶工程及绿色生物制造

方向3：生物电催化及转化医学

方向4：技术经济可行性分析(TEA)及全生命周期评价(LCA)