1．微生物低碳代谢途径理性设计和调控 运用代谢途径工程和合成生物学的最新技术和方法，结合生物相容性材料工程，通过智能机器学习和实验室自动化筛选策略，设计及重构微生物代谢途径，构建以可再生生物质资源（如乙酸、乙醇、甲酸、CO2等）为原料，利用多元化能量来源的新型高效微生物细胞工厂，合成多种生物基化学品。

2．基于 “代谢晶体管”的代谢重编程 在微生物代谢调控合成生物学研究中，“代谢晶体管”控制模式借鉴电子元器件“晶体管”的放大控制模式，通过精细调节细胞中微量关键物质的浓度，进而对整个细胞进行代谢重编程，实现目标产物的“智能”代谢控制。