实验室研究基础雄厚，主持完成我国代谢科学战略发展规划，在国际上联合倡导“微生物组”研究计划；原创性发现细菌DNA骨架上的第六元素-硫修饰，开辟了微生物表观遗传学新方向；完成首例聚醚、多烯和环醇类天然产物生物合成机制解析，实现了我国主要微生物药物类别的创新优产，首创绿色生物农药申嗪霉素；率先揭示了肠道微生物与健康的作用机制，在Science、Cell等期刊发表多篇研究论文；领衔深渊环境与生态研究计划（简称MEER计划），构建全球唯一的深海微生物数据库，建立深海微生物研究全新范式，系统解析极端生命的起源、边界与极限，应邀在Cell期刊发表系列研究论文，并为此开设专栏。以第一完成单位获国家自然科学二等奖、国家科技进步二等奖等；牵头国家重点研发计划项目15项、基金委重大重点项目近20项。