如旸微生的研究
研究理念
我们利用传统的微生物培养和现代的基因表达分子检测等手段，在系统水平上研究和生物修复生物能源相关的微生物学。我们相信纯培养，致力于分离对环境和生态非常重要但是又很难培养的微生物菌株，并利用和控制这些微生物清除环境污染，并能为我们生产生物能源和高价值的化学物质。我们的微生物研究领域包括：
研究目标
我们未来研究的主要目标是在系统水平上研究有机污染物或重金属生物转化的分子机制。我们将不断开发尖端组学方法（如基因组学、转录组学、和蛋白组学），使之与传统的微生物生理学和分子遗传学技术方法整合，进一步深入研究环境微生物学中的重要课题，如生物燃料生产，原油污染的生物修复、重金属生物修复等。
我们的研究侧重以下几个方面：
难培养微生物的生理学、遗传学、和基因组分析
宏基因组时代是大数据时代，基于16S rDNA高通量测序和宏基因组序列的生物信息学分析为微生物生态模型的构建提供分子基础；但同时我们也应该注意到研究过程中的两大瓶颈：1）16S rDNA系统发育关系和代表菌群的生理活性呈现不相关性； 2）多数细菌基因组或宏基因组序列所编码的功能是未知的。在不同的环境样品中，这些微生物种尽管能用16S序列分析等分子方法检测到，但99%的微生物种仍未能在实验室条件下培养生长。目前，组学方法已经得到了广泛应用于分子生态学研究；然而，为了从规模庞大的功能未知的测序数据中验证假设和推测的基因功能，我们将不得不依赖于基于纯培养微生物生理生化和遗传学的功能分析。
我们认为难培养或未培养微生物的分离和生理生化将是未来十年的热点和主攻方向，这不仅仅是微生物学家的本职领域，也与生物信息学互补，为系统水平上的微生物学发展寻求突破。
我们的研究重点在于寻找和分离对生物修复生物能源非常重要的微生物种（如硝酸盐还原菌、发酵性细菌、硫酸盐还原菌、和铁还原菌）。再下游的难培养厌氧微生物代表种属的遗传学方法探索将是重中之重。我们将研发重点放在高通量突变筛选、基因组/转录组分析、和基因表达/调节研究，为微生物菌株的生理表型和遗传机理研究提供分子水平的实验证据。
与宏基因组分子生态和地球化学结合的难培养微生物单细胞分离策略
我们正在研发与单细胞基因组/转录物组学技术结合的微生物单细胞分离技术。该项技术将用于环境中难培养微生物的分离。我们的技术策略是：首先我们尽可能全面测定出某个生态环境某个富集培养条件下环境因子，比如元素组分，离子浓度，pH值，温度等；然后我们利用16S rDNA 高通量测序和宏基因组分析微生物区系中种群组成；利用显微技术挑取目标微生物单细胞并进行单细胞基因组和转录物组分析，推测出可能的代谢类型和活性；最后配置特制的培养基来对原样品中的目标微生物种再次进行单细胞分离。
细菌细胞和不溶性底物的互作
我们另一个比较感兴趣的方向是在细菌细胞与不溶性底物（如纤维素、石油烃类、和固体矿物质等）的分子互作，尤其是细菌在和不溶性底物互作的初始阶段相关基因在分子或单个细胞水平上如何表达和调控的。我们将利用多种单细胞技术相结合（例如单细胞基因组学，转录组学，和单细胞远红外光谱成像等）研究微生物细胞在分子/单细胞水平上与不溶性底物结合过程。
重金属厌氧微生物还原的定量概念模型
我们最新的研究表明，不同的厌氧性菌株均可产生酶还原六价铬和三价铁，从而产生的二价铁亦可还原六价铬 。我们想解决的主要问题有以下三点：1）不同的厌氧细菌中，酶还原途径还是非生物的化学反应途径在六价铬还原过程中占主导地位？2）在这些细菌菌株中是哪些关键的酶或蛋白负责六价铬和三价铁结合、转运、和还原？ 3）不同厌氧条件下（反硝化，发酵，或硫酸盐还原条件）的代表菌群在六价铬原位生物修复过程中是如何动态改变？ 我们的铬项目研究目标是通过整合基因组/转录组测序数据、金属形态的生物地球化学特征和同位素分析，建立一个偶联六价铬的酶还原与化学还原的定量概念模型。