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受控生态保障系统(CELSS)除了必须提供足够的食物、氧气和水等必需物资之外，还必须具有废水废物转化再生的功能，其中最大的难点就是航天废水中氨氮的去除(氮素再生循环)及航天种植作物秸秆的降解(碳素再生循环)。目前，生物再生(bio-regeneration)是解决这些问题的最好途径。
首先针对CELSS中废水脱氮处理筛选新型脱氮微生物菌种。经初筛和复筛得到两株具有好氧反硝化性能的菌株：F6和S1-1。对其生理生化特征以及16s rRNA基因序列分析，并构建进化树，鉴定该两株菌分别属于海杆菌属(Marinobacter sp.)和嗜冷杆菌属(Psychrobacter sp.)。菌株F6和S1-1在高浓度硝酸盐或亚硝酸盐环境中都具有良好的反硝化性能，菌株F6对硝酸盐和亚硝酸盐的脱氮率分别可以达到50.08％和32.93％，而菌株S1-1分别可以达到46.48％和31.22％。此外，通过GC-MS及GC-IRMS对反硝化中间产物进行检测，结果显示菌株F6和S1-1在反硝化过程当中都有中间气体N2O的产生，菌株F6还有N2的产生，而菌株S1-1则没有。通过摇床培养和单因素实验对菌株F6和S1-1的反硝化条件进行优化，结果表明，菌株F6的最佳反硝化条件为碳源丁二酸钠、C/N比15、温度30℃、pH7.5、盐度32-35 g/L NaCl、转速150 r/min；菌株S1-1的最佳反硝化条件为丁二酸钠为唯一碳源、C/N比15、温度20℃、pH7.0、盐度10g/L NaCl。于最佳培养条件下对菌株F6和S1-1的生长周期及生长过程中硝酸氮及亚硝酸氮的含量变化进行监测，结果可发现，菌株F6是先利用氧化还原电位比较高的NO3-作为电子受体进行还原，待NO3-消耗完毕，菌体才会退其次选择氧化还原电位较低的NO2-作为电子受体进行进一步还原。而菌株S1-1是呈对数状态慢慢消耗NO3-，而且在整个生长过程中，亚硝酸盐浓度一直保持在微量水平。这说明菌株F6和S1-1的反硝化机制可能是不同的。不过，菌株F6和S1-1的整个反硝化还原过程都只发生在对数生长期，可能是因为对数生长期是菌体生长繁殖最旺盛的时期，需要的还原力和能量也比较多。论文同时还对菌株F6和S1-1的异养硝化性能分别进行了检测，结果表明，菌株S1-1没有异养硝化的性能，而菌株F6是一株兼具硝化和反硝化功能的菌株，其硝化过程和反硝化过程是同步完成的，硝化作用与反硝化作用基本保持在一种平衡状态。
以菌株F6为对象，利用美国NASA发明的旋转细胞培养系统(RCCS)来模拟航天微重力环境以考察微重力对该菌株的生长增殖、细胞形态、内部结构及代谢等的影响。结果显示在微重力条件下，菌株F6的菌体生长量(OD600)较正常重力有明显增加，这说明微重力条件可以加速菌株F6的增殖速率，这与目前很多研究发现微重力能促进细菌生长的结果一致。此外，通过扫描电镜及透射电镜对菌株F6的细胞形态及内部结构分别进行观察，发现微重力对菌株F6的细胞形态影响不大，都是典型长杆菌状，但微重力却有利于其胞内内含物(据观察和分析可能是PHB)的产生。
针对CELSS中的固体废弃物-作物秸秆，筛选了两株合适的食用菌：金针菇593及平菇504对其进行固体发酵降解。经过发菌及出菇管理后对其出菇量、纤维素、木质素及半纤维降解率等分别进行检测。结果表明，菌株593出菇比较完全，出菇湿重为55 g，经80烘至恒重得金针菇最终出菇干重为8 g，而菌株504出菇量比较少，始终仅为10 g，干重为2 g。可能是由于夏天温度比较高，湿度比较低，严重影响了504的出菇。平菇504虽然出菇率不高，但其对纤维素、木质素及半纤维素的降解率却比金针菇593要高得多，分别可达72.14％、71.83％和66.5％。金针菇593对纤维素和半纤维素的降解率分别为45.03％和33.67％，而对木质素的降解比较少，仅为17.20％。所以相较而言，平菇504不管对纤维素、木质素还是半纤维素的降解能力都明显高于金针菇593。