四大學門
海洋生物多樣性與生態系學門
(Division of Marine Biodiversity and Ecosystem)
(Division of Marine Biodiversity and Ecosystem)
藉由基礎系統分類、古生物學及生態聲學角度去闡明海洋生物多樣性以及其產生之機制。研究重點包括珊瑚礁、潮間帶、海底熱泉及浮游生物之生態及多樣性。
陸域生物多樣性與生態系學門
(Division of Terrestrial Biodiversity and Ecosystems)
(Division of Terrestrial Biodiversity and Ecosystems)
探討森林、湖泊、溪流、河口、溼地等自然生態系，著重於釐清生態系中植物－動物－微生物物種的組成和角色之相互關係，並根據環境因素變動，建立生態系能量及物質的循環模式。另外探討生態與環境因子對陸域生物社會行為和演化的影響，以及社會性動物的社群遺傳和行為之間的關連。
演化遺傳與基因體學門
(Division of Evolutionary Genetics and Genomics)
(Division of Evolutionary Genetics and Genomics)
在植物方面以構樹、樟樹、裸子植物、和其他代表性種開花植物為材料，利用粒線體、葉綠體、細胞核DNA序列，探討生態型間的遺傳變異、族群遺傳與種化（構樹），和種、屬、科、目間和大尺度的親緣演化以及胞器（即粒線體和葉綠體）基因體的多樣性和演化的機制。在動物方面，從基因體的角度研究種化、行為、鳥類羽毛及其他特徵的演化。其他課題包括C4光合作用的起源與演化及調控網路的演化。
微生物多樣性與生物資訊學門
(Division of Microbial Diversity and Bioinformatics)
(Division of Microbial Diversity and Bioinformatics)
研究台灣島嶼及周邊海域之生態系統的微生物群落組成，並觀察氣候變遷環境汙染對當地之微生物群落的影響及功能基因的表現，藉此了解微生物在不同生態系統所扮演的角色，以利於生物保育和環境管理。另外，亦收集台灣各地的原核及真核微生物，並進行個別菌株之基因體定序，藉以建立生物資源資料庫，方便後續的生物科技與環境修復之利用。在生物資訊方面，則致力於開發新穎且快速之基因定序平台及生物資訊分析方法，以因應次世代技術所產生的大量基因體和轉錄體資料，最終協助建立微生物之數位典藏和物種資料庫。
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