1、深海样品的采集、分离、培养与生物多样性研究，公共深海生物及其基因资源保藏。

可培养微生物：从不同地点的深海沉积物中分离产蛋白酶或多糖的菌株，建立800多株深海微生物菌种库。分析了深海沉积物中产蛋白酶细菌及其所产蛋白酶的多样性，发现并鉴定6个细菌新种属；从海洋沉积物样品中筛选获得14株具有产电活性的细菌菌株，其中一株菌株S4代表希瓦氏菌属的一个新种完成两株深海细菌的基因组、功能基因组以及比较基因组研究，揭示了深海细菌对环境的适应机制；建立了深海浸矿微生物分离筛选、适应性培养技术，获得具有浸矿能力的中等嗜热微生物20余株；通过大规模选择性分离和系统分类学研究获得了一批来源于深海、有潜在的生物活性物质产生菌200余株，有效发表3个微生物新种。开展了深海PAHs降解菌、石油降解菌、热液口重金属抗性菌的研究，公开发表海洋细菌16个，其中4个为新属新种。

非培养微生物：已完成深海环境大片段基因组文库12个：其中fosmid/ Cosmid文库2个，BAC文库1个，重组克隆子1２万多个；通过抗菌、抗病毒、抗肿瘤及其它功能性筛选，获得了19个具有抗菌及细胞毒活性的克隆子，4个产黑色素克隆子，1个靛蓝合成基因，8个脂肪酶克隆子和14个淀粉酶克隆子。以及氨基肽酶基因和耐盐基因。从深海样品中获得了65株产酶的宏基因组文库克隆、32个酶基因，对其中19个酶基因进行了表达。对这些酶的性质进行了分析，建立了深海微生物极端酶谱库。

2、 深海生物基因资源研究开发遗传操作技术研究。

基于对深海细菌WP3中的低温诱导噬菌体调控机理和噬菌体-宿主相互作用关系研究的基础上成功构建了能够在深海希瓦氏菌-大肠杆菌中穿梭的表达载体。在携带巨大基因簇的载体系统的构建研究中,完成了酵母捕捉载体YCV6的构建，并克隆了来自肺炎克雷伯菌HS04044的靶序列。利用成功构建的载体系统和初步改造的深海宿主表达了来源于深海的一个降解芳香族化合物的基因簇中的4-羟基苯并酮酶，在深海菌株WP3中检出了基因的表达。

对一簇具海洋特性的链霉菌通过单一抗生素自发抗性突变、孢子间杂交组合抗性突变和PCR定点诱变组合抗性突变三种途径实现利福霉素抗性突变和链霉素抗性突变菌株的快速重组。通过抗生素生物合成基因作为分子探针从深海环境宏基因组文库中调出了PKS/NRPS及卤化酶生物合成基因簇，通过PCR打靶技术对一个PKS/NRPS杂合基因簇进行了修饰,并将其导入和整合到链霉菌宿主的染色体上。对NRPS基因簇中腺苷化酶1和卤化酶2等关键酶分别进行了异源表达，都获得了可溶性蛋白并进行了体外催化活性研究。其中以色氨酸为底物的体外催化反应经LC-MS可检测到色氨酸加氯的卤化产物，可用于组合生物合成。

3、活性物质研究

在活性物质研究中，建立了以微生物的HPLC-UV, HPLC-ESI-MS/MS和HPLC-NMR的组合分子识别技术，从多种海洋微生物中获得具有明确化学结构的次生代谢产物116种（化合物纯度大于98%），获得国际上首次发现的新颖结构化合物60个（其中新骨架6个）。从海洋真菌Stemphylium sp.中制备和鉴定24个化合物，其中12个新化合物。发现3种海洋微生物产生的生物碱具有显著的体内抗肿瘤药效活性，对其中一种进行急性毒性研究，并对该3种活性化合物进行了理化参数和制备工艺研究。发现15种化合物具有显著抗肿瘤活性（IC50<10mg/ml）；4种具有抗糖尿病II型靶蛋白PTP1B活性，4种具有显著抗菌活性，1种对神经因子5-羟色胺具有调控作用。对3种活性化合物进行的代谢调控和生源关系研究。其中，2株微生物经优化培养的目标产物的产率提高4-6倍，对1种目标产物进行了生物合成。通过抗肿瘤活性筛选，优选得到了一个肿瘤既生血管破坏剂MDS-11。

在抗污损物质研究中：共获得高效低毒抗污损活性化合物13个；确定了3类化合物的抗污损活性官能团；找到了1个极具良好应用前景无毒活性化合物丁烯酸内酯，该化合物活性显著。建立了20kg规模深海微生物浸出黄铜矿的工艺参数，槽浸铜的最高浸出率可达90%以上；研制了深海微生物柱浸反应器（50Kg），并确定了其浸出黄铜矿的工艺参数；柱浸产铜速率达到1.08kg/(m3·d)，浸出率达70%，处国际前列。

4、 深海（微）生物产工业用酶的研究。

建立低温蛋白酶、木聚糖酶菌株资源库；对木聚糖酶和褐藻酸裂解酶进行了分离纯化、性质分析，小试发酵试验，并进行了木聚糖酶在面粉改性上应用潜力分析；建立了适冷酶的高效表达系统，高效重组表达具有适冷活性的适冷酶；2个脂肪酶基因工程菌完成了500L规模的中试发酵工作，1株产琼胶酶菌株完成了100L规模的降解龙须菜产糖的酶解条件优化。

分离纯化了4个新的蛋白酶，在国内外首次解析了M4家族金属蛋白酶的过渡态复合物的晶体结构，揭示了M4家族金属蛋白酶的适冷进化机制和成熟机制。分离了两株高产木聚糖酶和褐藻酸裂解酶菌株，对木聚糖酶和褐藻酸裂解酶进行了分离纯化、性质分析，小试发酵试验，并进行了木聚糖酶在面粉改性上应用潜力分析。