海洋微藻是海洋中最主要的初级生产者，是海洋生物资源的重要组成部分。其种类多、繁殖快及可工业化等特点使其在海洋资源的应用方面起着极其重要的作用。我国海洋微藻资源丰富，随着陆地资源的衰竭和环境问题的日益突出，近年来，微藻资源成为人们关注的热点，其在生物质能源、健康食品、生物医药、动物饲料和环境治理等方面展现出了广泛的应用前景。本方向将针对缺乏可工业化优良藻株的问题，进行深度海洋微藻种质资源、基因资源和代谢产物资源的挖掘，丰富海洋微藻资源库。本方向包含以下内容：

● 优良微藻种质的筛选和改良；

● 微藻特色代谢产物的发现、调控与新型细胞工厂开发；

● 优良藻种基因资源挖掘及细胞工厂构建；

● 海洋微藻资源的综合利用，包括健康食品、生物医药、能源、环境等方面。

海洋蕴含着丰富的古菌/细菌资源，具有广阔的开发应用前景。从微生物组的角度，研究海洋古菌基因资源和开发利用，不仅在科学研究上能有重要突破，具有重要的科学意义，还能进一步开发海洋生物资源，促进医药、工业和环保等相关产业的发展，蕴含着巨大经济价值。本方向围绕“海洋微生物组及其应用”这一国际前沿，以海洋古菌/细菌作为研究对象，开展相关应用研究。本方向包括以下内容：

● 海洋古菌/细菌基因资源库的构建；

● 海洋古菌/细菌功能基因的鉴别和验证；

● 海洋古菌/细菌功能基因的开发和利用。

随着我国经济的快速发展，工农业开发、城市扩张等活动使水污染物的种类和来源呈复杂化的趋势，这些污染物对近海海洋环境造成了极大危害。本研究方向将针对海洋环境的典型重金属和毒害有机物污染，围绕微生物在污染物的源头识别、环境行为、末端治理等方面的应用开展研究。本方向包含以下内容：

● 探索适合我国现阶段研究的源解析方法。

● 建立和完善评价海洋环境污染物毒性效应的体系

● 研究典型海洋污染物对生态系统功能的影响机制。

海洋共生微生物对海洋无脊椎动物的演化有重要的影响。微生物共生已知存在于海绵、珊瑚、软体动物、棘皮动物等多种海洋无脊椎动物，这些海洋共生微生物是一个庞大而珍贵的生物资源库，有巨大的应用潜力。本研究将重点聚焦海洋共生微生物的种质资源、基因资源和活性化合物，开发新型资源和利用技术。本方向包含以下内容：

● 筛查共生微生物基因组制造二次代谢产物功能基因簇；

● 体外表达二次代谢物的基因簇；

● 所得天然产物的活性测定；

● 理解共生微生物与无脊椎动物宿主间的互作机制。