海洋生物學研究室主要聚焦于研究海洋（微）生物的分類、分布等生態學特征，海洋生物生長、發育、生理、生化以及遺傳特征，探索海洋生命的起源與演化，進而闡明海洋中發生的各種生物學現象及其變化規律。
目前，研究室下屬各研究團隊分別受“知識創新工程領域前沿”“中國科學院先導科技專項”等項目資助。
研究室構成：
1、“海洋微生物分子生態學研究組”受“知識創新工程前沿領域”等項目資助，于2013年3月成立，主要開展深海微生物功能組群的結構、生態分布及生理適應機制等研究。
學科帶頭人：荊紅梅，博士，研究員，博士生導師。
學科組網頁：海洋微生物分子生態學研究組
2、“海洋微生物宏基因組與分子進化研究組”受“知識創新工程前沿領域”等項目資助，于2013年9月成立，主要開展1）極端環境微生物群落結構；2）環境微生物宏基因組功能；3）微生物分子進化學等研究。
學科帶頭人：王勇，博士，研究員，博士生導師。先后在香港大學、沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學和香港科技大學從事基因組學和環境微生物學研究。
學科組網頁：海洋微生物宏基因組與分子進化研究組
3、“深海無脊椎動物蛋白質組學及分子生物學研究組”受“知識創新工程領域前沿”等項目資助，于2013年成立，主要從事1，深海動物多樣性，種群結構；2，深海無脊椎動物的轉錄組和蛋白質組的特點，以及特有蛋白的功能；3，深海動物與微生物共生機理等研究工作。
學科帶頭人：賀麗生，博士，研究員，博士生導師。2007年畢業于香港科技大學,博士期間主要從事p35 在神經系統發育中作用的研究，2010年轉入香港科技大學錢培元教授實驗室從事藤壺抗污損機制的研究。
學科組網頁：深海無脊椎動物蛋白質組學及分子生物學研究組
4、“海洋生物生態與進化研究組”受“知識創新工程前沿領域”等項目資助，于2013年12月成立，主要開展海洋生物（特別是深海生物）的種類與分布、生物多樣性、資源保護與利用、以及生物對極端環境的適應機制等方面的研究。
學科帶頭人：張海濱，博士，研究員，博士生導師
學科組網頁: 海洋生物生態與進化研究組
5、 深海微生物細胞生物學研究組”受“知識創新工程領域前沿”等項目資助，于2013年7月成立，主要研究內容及方向：微生物對深海極端環境的適應機制；深海工程菌開發。
學科帶頭人：吳龍飛，博士，研究員，博士生導師
學科組網頁：深海微生物細胞生物學研究組
6、“深海微生物活性物質研究組”以深海微生物天然產物為研究對象，綜合運用天然產物化學、生物學以及化學生物學等知識，以具有抗生物污損、抗腫瘤和抗菌等活性的天然產物為目標，對來源于深海微生物的天然產物進行分離純化、結構鑒定、活性評價、生物合成及作用機理的研究。
學科組組長：韓壯，博士，副研究員。
學科組網頁：深海微生物活性物質研究組
7、“海洋病毒與分子生物學研究組”，于2014年12月成立，主要開展：1.海洋病毒的數量，形態及種類組成；2.海洋病毒的基因組結構與功能（AMGs）；3.海洋病毒的分離、鑒定及分子特征；4.海洋病毒的生命周期、與宿主及環境的相互作用；5.海洋病毒適應極端環境的機制與策略；6.海洋病毒在全球生物地球化學循環中作用等方面的研究。
學科組組長：柏仕杰，博士，副研究員
學科組網頁：海洋病毒與分子生物學研究組
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