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在现有研究基础上，对已克隆的多种微生物医用、农用、兽用药物如恶唑霉素, 杀念菌素、井冈霉素、伊维菌素、申嗪霉素等基因簇进行分子水平的研究，对重要微生物菌株作全基因测序，系统分析基因簇的结构、功能和组成特征，阐明各基因的特异作用，确定与主代谢基因之间的互作。弄清各个基因在转录和翻译两个水平的调控信号的分子特征及其组成操纵子的情况，揭示这些基因在细胞中表达时的“瓶颈”因子，阐明调节因子的调节网络及其环境因子对调节的影响和作用，获得潜在的全局性调控因子和一些关键酶的基因，为生物活性分子的高产和创新奠定分子基础。在对已知微生物药物生物合成途径全面了解的基础上，创造不同生物合成途径基因（簇）之间的交叉“对话”，利用基因工程手段设计出新的基因（簇）组合或形成新的生物合成途径。
通过基因（簇）的互作或改变基因簇的遗传信息组成来改变药物分子的分子量、增减或变化天然药物分子的基团结构与立体异构，激活或抑制支路代谢以改变药物分子的活性成份或比例，创造出非天然的“杂合”分子以开辟利用组合生物合成及遗传工程技术创新微生物药物, 包括作为免疫抑制剂，抗肿瘤及HIV的新途径。这种突破既可能是基础理论的突破，也具有应用前景，预期会对我国代谢工程的发展产生重要影响。
鉴定DNA硫修饰的分子结构，解释Dnd基因和DNA降解的关系，阐明DNA硫修饰的分子机理。研究DNA硫修饰在基因表达、DNA修复,限制和修饰方面的可能作为生物体保护自身遗传稳定性的机制，从而探索并揭示DNA硫修饰的生物学意义。