① 地衣芽胞杆菌、运动发酵单胞菌等菌株代谢工程平台构建，系统生物学分析揭示地衣芽胞杆菌等菌株抗逆境（盐、有机溶剂、高温）、饥饿胁迫（C、N、P限量）、细胞自溶、细胞分化等代谢调控机制，建立地衣芽胞杆菌等菌株代谢工程高效表达平台；

② 地衣芽胞杆菌平台高效制造不同结构功能特征聚γ-谷氨酸及应用，代谢工程技术遗传改造构建高效生产不同结构功能特征的聚γ-谷氨酸高分子材料，建立不同结构功能特征的聚γ-谷氨酸绿色环保型发酵生产技术，开拓不同结构功能特征聚γ-谷氨酸部分替代聚丙烯酰胺和聚丙烯酸的应用技术体系；

③ 地衣芽胞杆菌平台高效制造（短、中链）聚羟基烷酸酯共聚物、生物表面活性剂等其他类新型环保生物材料及应用，代谢工程技术遗传改造构建高效生产中长链羟基烷酸酯、地衣素等新兴环保生物材料，建立高效制造生产技术体系，开拓聚羟基烷酸酯共聚物生物可降解塑料等应用技术体系以及地衣素在食品、餐厨洗涤剂中的绿色应用技术体系。