本实验室的研究方向是生物固氮、微生物发酵工程和真菌生理遗传学，在国内处于领先水平，部分项目达到国际先进水平，我们承担了国家“973”计划、 “863”计划 、“九五”攻关、“十五”攻关、自然科学基金重点项目和面上项目、国际合作项目和企事业委托项目等 65 项，总经费1513.30万元，“九五”期间的项目已全部顺利完成。  

由本实验室主持的“我国根瘤菌资源调查和分类研究”项目。完成对我国32个省（市）（包括台湾省）700个县不同生态点根瘤菌资源的调查，采集植物根瘤标本7000多份，新发现结瘤豆科植物300多种，分离根瘤菌5000多株，其数量和宿主种类之多居国际首位；对其中2000株进行了表型和遗传型性状分析。在此基础上，建立了国际上菌株数量最大信息最全面的根瘤菌资源数据库。采用分子生物学技术进行分类研究，发表根瘤菌新属2个、新种11个，这占当前国际上 总共发表的根瘤菌新属的1/2、新种的1/3，还有4个新种已研究确定待发表。并获得对豆科植物-根瘤菌共生关系的新认识，上述研究成果处于国际先进水平，获得2001年度国家自然科学二等奖。现正根据我们新的见解将已收藏的根瘤菌在河北，内蒙古等地区进行苜蓿和甘草等植物的选种接种实验。

通过对多种固氮微生物固氮酶的比较研究，否定了国际上流行的固氮酶催化不依赖N₂的HD形成途径，证实了D₂形成HD是固氮酶的一个通性，而且是绝对依赖N₂的。此外，提出了固氮酶双位点放H₂模式，并对固氮反应化学计量式提出了修正。对与禾本科作物联合共生的固氮螺菌从基因水平进行了遗传改造，克隆了draTG、ntrBC和nifA等调节基因，构建了1株部分抗铵的固氮螺菌工程菌株，该菌株在田间试验中使玉米的氮肥用量显著降低。

此外，我们克隆了快生大豆根瘤菌和苜蓿根瘤菌与耐盐有关的基因，及其结瘤基因nodABC和nodD，为探索根瘤菌的抗逆性和该菌与豆科植物的相互作用关系打下了基础。在微生物发酵工程方面，本实验室成功地研制和开发了一系列微生物发酵产品，包括阿维菌素、莫能菌素、马杜霉素、赤霉素和玉米赤霉醇等，填补了国内空白。其中3项通过了部级鉴定，并进行了技术转让，产生了巨大的经济和社会效益，为我国农牧用微生物次生代谢产物的开发和应用作出了重要的贡献。在真菌遗传和生理学研究方面，本实验室在我国率先研究了植物病原真菌的异核现象和准性生殖，论证了真菌的变异主要起因于其异核行为，研究成果受到国际同行的重视。近年来，利用DNA指纹图谱、RAPD、PCR-RFLP和ITS区序列分析等技术对水稻恶苗病菌和棉花枯萎病菌异核体核DNA进行研究，为探索真菌的变异规律和植物抗病育种提供了理论依据。通过对真菌毒素进行研究，提出串珠镰刀菌素可能是克山病的真正病因。此外，本实验室还发现某些野生食用菌的多糖及蛋白质具有抗肿瘤和免疫调节活性，并从大型真菌中发现了人艾滋病病毒逆转录酶的抑制剂。在褐煤的微生物降解研究中，获得了能显著提高黄腐酸产量的菌株，已进入中试阶段，将为高效利用我国褐煤资源开辟新途径。

     几十年来，本实验室始终抓住与农业生产密切相关的课题，保持稳定的研究方向，注意加强基础理论的研究，倡导研究思想的活跃与创新，并在科学研究中注重人才的培养，从而取得了丰硕的成果，与国内同类学科相比，我们在上述领域具有较大的优势。与世界一流学科相比，在局部的研究领域已赶上或达到国际领先水平。