农业微生物与合成生物技术组立足于特境微生物这一战略生物资源，瞄准国际社会对抗感染、抗肿瘤创新药物以及现代农业生物制品的重大需求，围绕如何高效创制新靶点新型药物和高效利用农业微生物资源等技术难题，一方面挖掘海洋微生物、植物内生菌等特境微生物资源，利用集成筛选技术发掘抗病、抗逆、促生等功能微生物菌种，并进行产业化开发；另一方面依据新生境→新物种→新基因→新产物→新机制→新药物的研究思路，建立新颖活性天然产物高效发掘体系，发现具有抗肿瘤、抗感染、杀菌或生物刺激素等医用和农用功效的先导化合物，通过组合生物合成或化学修饰提高先导分子成药性，采用合成生物学与代谢工程改造构建可用于工业化生产的高产菌种，并最终为产品登记与应用而持续努力。