微生物组与合成生物技术研究室

研究室介绍

微生物组与合成生物技术研究室，现有职工15人，其中高级职称8人，中级职称7人，博士后2人，研究生23人。主要研究方向：基于微生物组学技术平台，开展农业微生物资源挖掘、微生物与环境及宿主互作、环境微生物污染及控制等应用基础研究；围绕高值天然产物生物合成、人工合成菌群、耐药菌噬菌体合成制剂、全合成人源化纳米抗体等方向，开展合成生物学技术攻关。近年来在环境微生物组和抗生素抗性组学、高通量微生物可培养组技术、酿酒酵母高效合成玫瑰精油、成果转化、科企合作、科技助农等方面取得重要进展。近五年主持国家自然科学基金、北京市自然科学基金、国家重点研发计划子课题、院专项等项目共20余项。近五年在国际知名期刊Nucleic Acids Research、Cell Research、Plant Communications、Journal of Hazardous Materials、Environment International、Science of the Total Environment、Environmental Microbiome、Environmental Pollution等发表论文30余篇，获得国家发明专利3项，软件著作权2项。获得全国农牧渔丰收奖一等奖1项，新疆维吾尔自治区科技进步奖一等奖1项，北京市北京市农业技术推广三等奖1项。 

人员构成

研究室主任：仇天雷；

研究室成员：王旭明、刘贵明、高敏、孙晓红、韩梅琳、孙婧、郭雅杰、王国良、蔡淼、刘欣、陈静娆、张云侠、房俊楠、徐巧林

 

成果展示

（一）近五年主持项目

2025年

[1]	国家自然科学基金青年项目，郭雅杰，生物炭对土壤噬菌体携带的抗生素抗性基因赋存与水平转移影响机制，52400201，2025.1-2027.12，30万；
[2]	现代农业产业技术体系北京市创新团队建设专项资金-家禽团队，王旭明，（2011-2025，800万）；
[3]	现代农业产业技术体系北京市创新团队建设专项资金-食用菌团队，孙晓红，（2011-2025，800万）；
[4]	北京市农林科学院创新能力建设专项，王旭明，农业合成微生物前沿技术与新产品前期研发，KJCX20251102，2025.1-2025.12，800万元；
[5]	北京市农林科学院创新能力建设专项，仇天雷，盐碱地土壤改良多界功能微生物菌剂及配套技术研发，KJCX20251307，2025年，15万元；
[6]	北京市农林科学院创新能力建设科技攻关项目子课题，产地环境及农产品中新污染物的筛查识别、风险评估与阻控技术研究（抗生素），KJCX20251007，28万元，2025；
[7]	院产业处项目----昆虫转化农业废弃物衍生品（虫砂）的应用技术集成与示范（2025）；
[8]	北京市农林科学院探索项目，房俊楠，宿主匹配的根际促生合成微生物群落构建-以生菜为例（2025-2027）,20万元

 

2024年

[1]	国家自然科学基金面上项目，孙婧，N6-腺嘌呤甲基化修饰调控玉米抗旱性的分子机制研究，32370633，2024-2027年，50万；
[2]	北京市农林科学院杰出科学家培养计划，高敏，养殖环境中空气抗生素耐药组的环境行为及影响机制，JKZX202404，2024.1-2028.12，300万；
[3]	院创新能力建设专项，蔡淼，基于合成生物学技术构建高产绿原酸的酿酒酵母细胞，KJCX20240301，2024-2026年，60万；
[4]	养殖场空气中耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的污染特征与传播机制研究，辛会博，北京市博士后科研基金，2024M760255，2024.4-2026.1，5万
[5]	空气介导的耐药菌/基因在动物-环境-人链条中的传播机制和风险研究，辛会博，中国博士后科研基金，2024-zz-080，2024.4-2026.1，8万；
[6]	堆肥场空气中抗生素抗性基因的逸散行为及影响因素，北京市博士后科研基金，陈默，北京市博士后科研基金，2024-ZZ-84，2024.3-2025.5，5万

 

2023年

[1]	北京市科技计划子课题，仇天雷，农业绿色安全投入品创新与转化平台建设及微生物产品研发应用子课题，Z231100003723001，2023-2026年，65万元；
[2]	北京市农林科学院创新能力建设专项，仇天雷，环境微生物种质资源收集、评价与创新，2023-2025年，KJCX20230113，240万元；
[3]	北京市农林科学院科技创新能力建设专项子课题，郭雅杰，农田土壤抗生素抗性基因监测及影响因素解析，KJCX20230309-08，2023.1-2025.12，30万；
[4]	北京市农林科学院青年科研基金，郭雅杰，“土壤-蔬菜”系统中抗生素耐药基因的迁移和水平转移研究，QNJJ202312，2023.1-2025.12，20万；
[5]	院博士后基金，张琳，酵母表面展示技术鉴定灰藜花粉过敏原的构象表位，2023-ZZ-002，2023-2024年，5万；
[6]	鄂尔多斯市科技重大专项，达拉特旗现代农业科技园区病死畜禽智慧化收运-高附加值利用创新载体建设，ZD20232319，2023-2026年，50万元。

 

2022年

[1]	北京市自然科学基金面上项目，王旭明，畜禽粪便堆肥过程中噬菌体编码的抗生素抗性基因赋存特征与驱动机制，5222005，2022.1-2024.12，20万
[2]	北京市自然科学基金面上项目，畜禽粪便好氧堆肥处理过程中多重耐药菌消减及其耐药质粒接合转移特征研究，6222013，2022-2024年，20万元；
[3]	院引进人才启动项目，孙婧，单细胞测序分析流程开发，2022-2027年，100万
[4]	财政追加专项，刘贵明，玉米关联群体与根际微生物组MWAS分析及菌种资源库构建，CZZJ202202，2022年，180万

 

2021年

[1]	国家自然科学基金面上项目, 王旭明，农田土壤中噬菌体携带抗生素抗性基因的多样性及水平转移研究，32070089，2021.1-2024.12, 58万；
[2]	院青年基金，张黎黎，开发LLY2H-seq技术构建蛋白互作网络技术平台，QNJJ202117，2021-2023年，20万

 

（二）近五年发表论文、授权专利、获奖情况

近5年以第一作者或通讯作者发表SCI论文23篇

[1]	Chen, M., Xing, L., Gao, S., Guo, Y., Qiu, T., Wang, X., and Gao, M. (2025). Metagenomic analysis deciphers airborne pathogens with enhanced antimicrobial resistance and virulence factors in composting facilities. Environment International 201, 109569.
[2]	Xin Huibo†, Qiu Tianlei†, Guo Yajie, Wang Xuming, Liu Guiming*, Gao Min*. (2024). Airborne antibiotics, antimicrobial resistance, and bacterial pathogens in a commercial composting facility: Transmission and exposure risk. J Hazard Mater, 480, 136226.
[3]	Qiu, Tianlei., Shen, Lei., Guo, Yajie., Gao, Min., Gao, Haoze., Li, Ying., Zhao Guozhu, Wang, Xuming*. (2024). Impact of aeration rate on the transfer range of antibiotic-resistant plasmids during manure composting. Environ Pollut, 361, 124851.
[4]	Shu Jinshuai†*, Zhang Lili†, Liu Guiming, Wang Xiaoxuan, Liu Fuzhong, Zhang Ying, Chen Yuhui. (2024) Transcriptome Analysis and Metabolic Profiling Reveal the Key Regulatory Pathways in Drought Stress Responses and Recovery in Tomatoes. Int J Mol Sci. 11;25(4):2187.
[5]	Qiao Hongxia†, Chen Yajuan†, Wang Ruiping†, Zhang Wei, Zhang Zhang, Yu Fengqiang, Yang Haifeng*, Liu Guiming*, Zhang Jiewei*. (2024). Assembly and comparative analysis of the first complete mitochondrial genome of Salix psammophila, a good windbreak and sand fixation shrub. Front Plant Sci. 2;15:1411289.
[6]	Xin, H., Qiu, T., Guo, Y., Gao, H., Zhang, L., and Gao, M. (2023). Aerosolization behavior of antimicrobial resistance in animal farms: a field study from feces to fine particulate matter. Frontiers in Microbiology 14.
[7]	Guo Y., Qiu T., Gao M., Ru S., Gao H., Wang X. (2023). Does increasing the organic fertilizer application rate always boost the antibiotic resistance level in agricultural soils? Environ Pollut 322, 121251.
[8]	Zhang Lin, Yang Chunhong, Liu Cheng*. (2023). Revealing the significance of chlorophyll b in the moss Physcomitrium patens by knocking out two functional chlorophyllide an oxygenase. Photosynth Res. 158(3):171-180.
[9]	Qin Junjun, Ji Bingzhen, Ma Yijia, Liu Xin, Wang Tian, Liu Guiming, Li Bugao , Wang Guoliang*, Gao Pengfei*. (2023) Diversity and potential function of pig gut DNA viruses. Heliyon. 28;9(3):e14020.
[10]	Ji Bingzhen, Qin Junjun, Ma Yijia, Liu Xin, Wang Tian, Liu Guiming, Li Bugao, Wang Guoliang, Gao Pengfei*. (2023). Metagenomic analysis reveals patterns and hosts of antibiotic resistance in different pig farms. Environ Sci Pollut Res Int. 30(18):52087-52106.
[11]	Xin, H., Gao, M., Wang, X., Qiu, T., Guo, Y., and Zhang, L. (2022). Animal farms are hot spots for airborne antimicrobial resistance. Sci Total Environ 851, 158050.
[12]	Gao, M., Zhang, X., Yue, Y., Qiu, T., Wang, J., and Wang, X. (2022). Air path of antimicrobial resistance related genes from layer farms: Emission inventory, atmospheric transport, and human exposure. J Hazard Mater 430, 128417.
[13]	Zhang Y., Guo Y., Qiu T., Gao M., Wang X. (2022). Bacteriophages: Underestimated vehicles of antibiotic resistance genes in the soil. Front Microbiol 13, 936267.
[14]	Gao M., Yu A., Chen M., Qiu T., Guo Y., Sun X., Wang X. (2022). Airborne fungi and human exposure in different areas of composting facilities. Ecotoxicol Environ Saf 243, 113991.
[15]	Wang Zhen†, Sun Jing†, Zu Xiaofeng†, Gong Jie†, Deng Hongjing, RHang unlai, Zhang Xiaofan, Liu Chunyan, Deng Xian, Luo Lilan, Wei Xiangjin*, Song Xianwei*, Cao Xiaofeng*. (2022). Pseudouridylation of chloroplast ribosomal RNA contributes to low temperature acclimation in rice. New Phytol. 236(5):1708-1720.
[16]	Cai Miao, Liu Jiayu, Song Xiaofei, Qi Hang, Li Yuanzi, Wu Zhenzhou, Xu Haijin*, Qiao Mingqiang*. (2022). De novo biosynthesis of p-coumaric acid and caffeic acid from carboxymethyl-cellulose by microbial co-culture strategy. Microbial Cell Factories. 21: 81.
[17]	Shen, Lei†, Qiu Tianlei†, Guo Yajie, Gao Min, Gao Haoze, Zhao Guozhu and Wang Xuming. "Enhancing control of multidrug-resistant plasmid and its host community with a prolonged thermophilic phase during composting." Frontiers in Microbiology, 13, 2022
[18]	Zhou Kai†, Zhuang Songkuan†, Liu Fulong†, Chen Yanheng†, Li You, Wang Shihui, Li Yuxuan, Wen Huixin, Lin Xiaohua, Wang Jie, Huang Yue, He Cailing, Xu Nan, Li Zongshu, Xu Lang, Zhang Zixuan, Chen Lin-Feng*, Chen Ruichuan*, Liu Min*. (2022). Disrupting the Cdk9/Cyclin T1 heterodimer of 7SK snRNP for the Brd4 and AFF1/4 guided reconstitution of active P-TEFb. Nucleic Acids Res. 25;50(2):750-762.
[19]	Qiu Tianlei, Huo Linhe, Guo Yajie, Gao Min, Wang Guoliang, Hu Dong, Li Cheng, Wang Zhanwu, Liu Guiming and Wang Xuming (2022). "Metagenomic assembly reveals hosts and mobility of common antibiotic resistome in animal manure and commercial compost." Environmental Microbiome 17(1): 42.
[20]	Guo Y., Qiu T., Gao M., Sun Y., Cheng S., Gao H., Wang X. (2021). Diversity and abundance of antibiotic resistance genes in rhizosphere soil and endophytes of leafy vegetables: Focusing on the effect of the vegetable species. J Hazard Mater 415, 125595.
[21]	Gao, M., Yang, Z., Guo, Y. Chen M., Qiu T., Sun X., Wang X. (2021) The size distribution of airborne bacteria and human pathogenic bacteria in a commercial composting plant. Front Environ Sci 15, 39.
[22]	Sun Y, Guo Y, Shi M, Qiu T, Gao M, Tian S, Wang X. (2021). Effect of antibiotic type and vegetable species on antibiotic accumulation in soil-vegetable system, soil microbiota, and resistance genes. Chemosphere 263, 128099.
[23]	Cai Miao, Wu Yuzhen, Qi Hang, He Jiaze, Wu Zhenzhou, Xu Haijin*, Qiao Mingqiang*. (2021). Improving the Level of the Tyrosine Biosynthesis Pathway in Saccharomyces cerevisiae through HTZ1 Knockout and Atmospheric and Room Temperature Plasma (ARTP) Mutagenesis. ACS Synthetic Biology. 10(1): 49-62.

 

获得国家发明专利3项

 

获得软件著作权2项

孙婧，刘贵明，王国良. 植物单细胞转录组可视化分析软件[简称：ScfloraVis]V1.0. 登记号：2025SR0244256.

孙婧，刘贵明，王韵涵. m6A甲基化自动化分析软件[简称：m6Aanalyzer]V1.0. 登记号：2025SR0586982.

获得省部级奖励3项：

抗生素菌渣多路径无害化处置与资源化利用技术及应用示范，新疆维吾尔自治区科技进步奖，王旭明，一等奖（排名7）；

北京鸭高品质生产技术体系集成构建与推广应用，全国农牧渔业丰收奖，仇天雷，一等奖，2019-2021年度（排名7）

食用菌菌渣高效利用技术创新与示范推广，北京市农业技术推广奖，孙晓红，韩梅琳，三等奖。