本团队主要围绕“高效固氮调控机制、逆境适应作用机理和组合合成设计原理”等重大科学问题，聚焦“生物固氮、生物抗逆、生物合成”三大研究方向，在人工生物固氮体系智能设计、新型农用活性物质组合合成、作物根际微生物组进化、特殊微生物功能基因挖掘和农业生物智能设计育种等研发工作取得重要理论与技术突破。十三五期间，团队共主持国家级竞争性课题38项；发表SCI论文59篇，其中在Nature、PNAS、JACS等国际著名期刊发表论文8篇；获国家发明专利授权28项，国际专利授权3项；获农业部中间试验批文7件；制定国家或行业标准5项；获省部级奖励2项。

主持项目：

（1）   项目名称：固氮施氏假单胞菌非编码RNA crcZ和crcY在碳代谢抑制中的协同作用机制 资金来源：国家自然基金（31400076）

（2）   项目名称：非编码RNA34在固氮施氏假单胞菌氮代谢调控中的功能研究 资金来源：中央级公益性研究院所科研业务费

（3）   项目名称：固氮施氏假单胞菌RNA分子伴侣蛋白Hfq的功能鉴定 资金来源：中央级公益性研究院所科研业务费

（4）   项目名称：固氮施氏假单胞菌非编码RNA的功能研究 资金来源：中央级公益性研究院所科研业务费

（5）   项目名称：醋酸钙不动杆菌PHEA-2苯酚降解碳代谢抑制的研究 资金来源：中国博士后科学基金（20100470427）

非编码RNA（non-coding RNA, ncRNA）是细菌中一类非常重要的转录后调节因子，广泛参与物质代谢、胁迫反应等重要生理过程。本研究以联合固氮模式菌株施氏假单胞菌A1501（Pseudomonas stutzeri A1501）为研究对象，成功鉴定了第一个直接参与固氮基因转录后调控的新型非编码RNA NfiS（Zhan et al., 2016 PNAS），进一步证明NfiS与过氧化氢酶基因katB的转录产物结合，增强过氧化氢酶表达与活性，协同NfiS与固氮酶结构基因nifK转录产物的互作保护固氮酶不受氧的损伤；同时鉴定出第二个直接参与固氮基因转录后调控的新型非编码RNA，NfiR。研究表明非编码RNA NfiR与NfiS分别通过与固氮酶基因nifD和nifK的 mRNA结合，协同调控靶标的稳定性，进而保持最佳固氮酶活性（Zhang et al., 2019 JB; Zhan et al., 2019 AEM）。此外，在施氏单假胞菌A1501中成功构建了人工非编码RNA的设计策略，并且根据此策略，以天然非编码RNA CrcZ为骨架，设计了具有沉默固氮基因nifLA功能的人工非编码RNA AnsR，研究结果将为人工高效固氮体系的构建提供技术支撑。