方向1: 生物大分子模拟及药物设计
1. 研究蛋白质、非编码RNA及DNA等生物大分子及其组成复合体的动力学性质；
2. 分析药物小分子与蛋白质和RNA的相互作用，设计更有效的药物小分子等;
3. 研究细胞穿膜肽的跨膜机制、抗菌肽的抗菌机制，引导肽药设计;
4. 与冷冻电镜实验技术相结合，分析结构性质，并发展提高其分辨率的新方法。
方向 2: 高通量生物大数据分析技术
1. 针对各种组学数据及序列结构信息，发展有效分析方法，开发计算软件或在线平台，为生物医疗数据分析提供有效工具；
2. 深入研究LncRNA、固有无序蛋白等重要生物分子相关序列结构特征及生物作用机制，发展预测方法，开发特色数据库资源，为相关实验研究提供可靠理论依据和技术支持；
3. 针对野生小麦、黄伞菌等真核、原核生物，识别、鉴定重要功能基因，揭示功能机理，为实验室相关生物资源开发提供理论依据。
方向 3: 纳米生物传感信息检测技术
1. 开展基于石墨烯等纳米材料的生物传感技术研究，利用多种物理、化学方法制备石墨烯、金属纳米颗粒等传感材料，利用飞秒激光刻蚀、光刻等工艺制作多种类型的纳米传感器件，通过化学修饰、生物组装等方法装配酶、抗体、抗原、适配体等探针，研制高灵敏、高选择性的纳米生物传感器；
2. 基于纳米生物传感器开展对多类生物分子浓度、亲和力、动力学常数的检测研究，对疾病相关重要生物分子进行痕量分析，研究某些生命活动的内在分子机制，为重大疾病早期诊断及治疗提供依据。同时，基于纳米生物传感器发展药物筛选、环境监测、农残检测、食品安全检测等新技术。
方向4: 离子束诱变生物技术及应用
1. 以食药兼用真菌黄伞菌的系统开发研究为内容，利用生物信息学手段分析基因组、转录组及代谢组等组学信息以进行黄伞品种的分子鉴定，为黄伞的工厂化生产和开发提供理论依据；黄伞功能活性物质（如黄伞多糖、多肽）的提取纯化工艺研究，最终为天然黄伞用于保健品新产品开发奠定基础；
2. 利用结构生物学手段解析病原微生物（如结核分枝杆菌）中与其致病性相关的蛋白复合物的三维结构，结合分子生物学、微生物学等手段阐明相关病原微生物的致病机制，为开发新型抗菌药物提供结构参考；
3. 针对农业生产中土传病害如根腐病、褐斑病等严重影响农产品产量和品质的问题，开展土传病害拮抗菌的筛选、鉴定及其微生物肥料的研发工作，并利用离子束辐照等手段对筛选得到的菌种进行优化改良。
