生物固氮与菌植互作

以根瘤菌、菌根真菌、蓝细菌等微生物为对象，研究微生物与宿主植物相互作用基因的结构与功能，探索植物响应微生物信号的作用方式、传递途径及其调控机制，建立微生物信号在宿主植物中传递的蛋白相互作用网络；揭示蓝细菌光合作用、固氮作用与异形胞分化发育及其分子调控机制。利用共生微生物、蓝细菌及其生态群落，改造并促进植物碳、氮、磷营养高效转化和利用，为研制绿色环保型微生物肥料提供理论和技术支撑。

作物杀虫抗病微生物

以苏云金芽胞杆菌、链霉菌、盾壳霉、真菌病毒等为主要研究对象，针对农业生产中虫害和病害的实践需求，发掘或揭示病虫害防治中的新资源、新基因、作用机制，解决农业可持续发展中病虫害的微生物防治中的基础理论问题，并提供技术支撑。

动物病原微生物

以结核分枝杆菌、狂犬病毒等重要人畜共患传染病病原为主要研究对象，开展病原基因组学与蛋白质组学、分子致病与免疫机理、基因工程疫苗的研究与开发。

农业环境微生物

以土壤重金属和废弃物转化、污水治理相关微生物和极端环境微生物等为研究对象，研究其代谢途径和适应环境机理，发掘和利用废弃物转化、污水治理、抗重金属、抗有毒物质污染的微生物资源，重点解决农业环境污染的问题。

食用菌

以香菇、木耳、平菇、茯苓等食用菌为研究对象，开展种质资源收集、评价和开发利用，研究生长发育调控机制和重要经济性状遗传规律，构建遗传连锁图谱，开展分子标记辅助育种，选育优良栽培品种，开发重要生理活性物质发酵新工艺和新产品。