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国家重点基础研究发展计划、国家重大科学研究计划2010年重要支持方向


国家重点基础研究发展计划、国家重大科学研究 计划 2010 年重要支持方向
农业领域 1.农作物优异亲本形成的遗传基础和优良基因资源合理组配与 利用 以主要粮食或油料作物优异亲本及其衍生的大面积推广品 种系谱为基础,从表型组学、基因组学入手,系统分析优异亲本 中的主要优良性状基因、基因组区段、组合方式及其遗传效应, 筛选与创制对农业生产有重要推动作用的候选亲本, 为新品

种培 育提供理论基础。 2.农作物产量、品质或抗性形成机制及其调控 研究作物产量、品质、抗性等性状形成的生物学基础和遗传 调控网络,建立整合生物学模型和品种分子设计的技术体系,培 育高产、优质、环境友好的作物新品系;研究叶片衰老与作物产 量、品质或抗性形成的关系及叶片衰老关键基因的调控作用,创 新可用于遗传改良的转基因作物材料,为作物高产、优质分子育 种提供理论支撑。 3.农作物抗逆、养分高效利用 研究作物感受和应答环境胁迫或养分高效利用的遗传学基 础, 解析作物响应环境胁迫或养分高效利用的信号转导和分子调 控网络, 为农作物品种改良分子设计提供理论支持和基因工程育 种模型。 4.农田地力培肥和作物多样性栽培的生态调控
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研究我国粮食主产区中低产田土壤地力要素形成机制、 相互 作用过程和改良措施,探索地力培肥和保育的科学途径,建立集 约化条件下土壤地力持续提升标准, 为实现作物高产稳产和环境 友好的土肥水资源持续利用提供理论、方法;研究和评价典型区 域作物多样性栽培增产技术对产品质量和农田生态环境(土壤、 病虫等)的影响,为建立高产栽培技术规程和标准提供理论和技 术指导。 5.畜禽重要经济性状形成机理与调控 研究畜禽产品优良品质形成的分子遗传学基础和代谢调控 网络,应用整合生理学和营养基因组学等理论与方法,设计和干 预关键的网络调控通路, 为改善畜禽品质提供基础理论和技术指 导。 6.农作物重要病虫害防治和重要经济昆虫的基础研究 建立和完善植物免疫研究的体系与技术平台, 发展作物抗病 机理研究的模式体系;研究基于基因沉默的害虫控制理论,阐明 引发害虫基因沉默的 RNA 有效传导机制和害虫致死基因快速控 制种群生长的途径, 建立农作物抗病虫分子育种的新策略与新技 术;研究家蚕基因功能注释和克隆重要突变基因,确立分子设计 育种理论基础与技术体系。 7.森林生态与调控 研究天然林生态系统结构对病虫灾害实现自我调控的模式, 阐明森林生态系统对病虫灾害的生态调控机理; 研究人工林生产 力形成和积累的关键过程与人工林高效稳定的增效机理; 研究气 候变化背景下植被对水文过程的作用, 在区域尺度上实现植被生
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态-水文-气候过程的耦合,为综合集成研究和区域植被、水、土 综合管理提供新方法。 8.园艺作物果实品质形成机理与调控 研究果树或蔬菜品质形成与调控的分子机理,包括营养品 质、风味芳香物质、外观品质等的形成与调控,采后贮藏过程中 品质变化与调控,为果实品质改良和定向育种、果蔬产业可持续 发展奠定理论基础。

能源领域 1.规模化微藻能源关键科学问题 探索通过基因改造和核辐射诱变等手段选育高效能源微藻, 构建种质资源库体系,揭示能源微藻光合作用、CO2 吸收、合成 与积累油脂及色素等生物活性物质的代谢网络及其环境适应机 制和共性规律; 探究微藻生物质转化生物燃料过程的能量转化规 律,解决微藻能源规模化的关键科学技术问题。 2.环青藏高原盆山体系控制油气聚集机理与油气分布规律 研究环青藏高原盆山体系的结构特征与构造变形的动力学 机制、 环青藏高原盆山体系形成演化对油气成藏和富集作用的控 制机理及油气富集区的分布规律、 多种类型前陆盆地冲断带构造 变形机理与油气富集规律、 典型小克拉通盆地构造演化与油气富 集规律,揭示控油气机理和油气分布规律。 3.叠合盆地深部复合成藏机制与油气开发机理 研究叠合盆地深部致密介质应力应变作用与流体岩石交互 响应及有效裂隙储层的预测方法;叠合盆地深部埋藏过程中多
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源、多阶段和多动力场油气复合成藏机制与分布规律;叠合盆地 深部高温高压及特殊储层油气藏开发机理及提高采收率技术的 基础科学问题。 4.深部煤炭开发中煤与瓦斯共采理论 研究含瓦斯煤岩体力学介质属性、固体骨架及微结构模型, 探讨全应力应变过程中煤样裂隙结构变化对渗透特性的影响, 探 讨通风条件下采动裂隙场、煤层中有效应力场、应变场变化与卸 压瓦斯渗流场的固流耦合作用机理, 建立深部开采条件下卸压瓦 斯抽采方法和评价模型。 5.可燃固体废弃物能源化高效清洁利用机理 针对可燃固体废弃物的能源利用, 研究典型热处置过程中复 杂组分废弃物的燃烧、热解和气化反应机理和交互影响规律,探 索提升可燃固体废弃物能源品位及高效转化的方法,揭示二恶 英、重金属等污染物的生成机理和调控机制,掌握灰渣残余物的 解毒原理并实现高值化利用, 建立环境友好的可燃固体废弃物能 源高效清洁利用表征理论体系。 6.特高压输变电关键科学问题 针对我国特高压输变电技术的发展,研究特高压交、直流输 变电技术中电磁场关键科学问题,特高压交、直流电压下长空气 间隙放电机理,特高压交、直流电压下绝缘材料表面的污秽闪络 机理,特高压交、直流输电系统中过电压及其控制机理等,为我 国发展特高压输变电技术提供科学支撑。 7.化石能源高效转化关键科学问题 针对我国的资源特点, 研究化石能源高效转化过程的科学基
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础和关键技术,为实现化石能源的低碳化利用和 CO2 减排奠定基 础;掌握化石能源转化过程中产物定向转移控制规律,注重发展 偶合技术和多联产过程, 突破相关的选择催化和高效分离等关键 科学问题。 8.新型高效、低成本光伏电池 探索基于全光谱利用的新概念光伏转换系统,发展高效、低 成本的新型光伏电池;研究硅基叠层薄膜或非硅光伏电池,突破 规模制造的技术难题;探索大幅度提高光伏转换效率的新概念、 新理论、新方法。

信息领域 1.新型光电子器件与集成系统 针对微纳信息器件制造的重大需求,以突破衍射极限的光学 行为和机制入手, 开展表面等离子体亚波长高分辨光学成像及光 刻应用的基础研究;针对信息传输、获取、处理、存储的重大需 求, 开展新型光子集成系统及宽禁带半导体光电子器件的基础 研究。 2.支撑节能环保的光子和微电子器件及技术的基础研究 开展支撑绿色信息技术的光子集成、 半导体固态照明用的超 高效率氮化物 LED 芯片和相关光度学等的基础研究; 研究新机 制的超低功耗纳米尺度硅基新结构“绿色”器件与工艺,为超低 功耗高性能集成电路技术的发展提供科学基础;开展 MEMS 规模 制造技术基础研究和硅基微纳光机电系统基础研究。 3. 宽带无线通信网络的信息理论基础
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针对未来宽带移动无线通信网、广播网、无线局域网和无线 传感网共存的应用环境与需求, 发展无线通信网络的信息理论体 系,包括高效的信道编码调制理论、安全的广义编码理论、新型 的多址复用理论、抗干扰理论、自适应协作通信理论,提出逼近 网络信息容量限的新型低复杂度信道编解码方法。 4. 海量信息智能处理的理论和方法 研究面向网络海量内容的视觉感知高效计算模型与分析学 习机理,研究符合人类感知的可视媒体交互、多源图像高可信度 融合与呈现的基础理论, 研究整合和分析海量信息并提供智能服 务的方法,建立网络环境下海量信息智能处理的理论体系,为海 量信息的高效利用提供科学支撑。 5. 面向复杂应用环境的数据存储系统理论与技术基础 针对异构和并发服务的大规模数据存储面临的高效性、 安全 性、可靠性、低能耗等理论和实践挑战,研究面向服务且支持节 能和安全的智能化存储体系及支持云存储等存储服务的架构, 研 究自组织的动态数据对象管理和资源共享方法、 存储服务 QoS 和 效用评价方法, 建立面向复杂应用环境的数据存储系统理论与技 术基础。 6. 面向数字化设计制造的理论及算法 面向数字化设计制造,研究高效算法,提高计算机在符号计 算、误差控制、自动推理等方面的能力;提出可应用到高端数控 系统中的最优差补、空间刀补、误差补偿等方法;发展数学机械 化方法理论。 7. 新计算模式的结构、特性和支撑技术
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探索云计算、大规模并行处理等计算模式的理论和方法,设 计安全、高效、可扩展的体系结构,研究面向网络新型应用模式 的软件支撑技术、 面向大规模并行处理的软件设计方法与开发环 境。 8.物联网体系、理论建模与软件设计方法 研究物联网中的异构网络融合和自治机理, 物物互联信息感 知与交互的理论和模型;研究物联网及其演进(如电子使能系统 和 Cyber-Physical System)的软件建模理论、体系结构和设计 方法,提供具有可信性、有效性、协同性和安全性的软件支撑技 术。

资源环境领域 1.我国钾盐矿产成矿规律及预测 研究我国重要海相和海陆交互相盆地大地构造环境、沉积建 造、岩相古地理和古气候格局等成盐、成钾条件,阐明盐盆地演 化、成盐聚钾时空结构、后期变化及成矿规律,提出盐盆钾盐矿 产预测标志、预测方法,探索油气区钾盐分布规律和油钾兼探技 术。 2.青藏高原大陆聚合过程与成矿作用 研究中、新生代多次大陆汇聚造山过程、关键地质事件、深 部作用及主要成矿地质构造环境、成矿密集区和成矿系统,揭示 主要成矿系统成矿过程、矿床组合、时空结构及矿床分布规律和 区域成矿模式,提出成矿的地质、地球物理、地球化学、遥感标 志及成矿预测。
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3.土壤固碳功能和固碳潜力 研究气候变化和氮沉降增加影响土壤碳截获的过程与潜力、 生态系统管理的土壤碳截获过程和增碳模式、 气候变化和氮沉降 驱动以及生态系统管理影响下土壤碳收支综合观测与集成, 揭示 我国森林和草地土壤碳库潜力及未来变化情景。 4.黄河上游水沙关键过程与调控机理 研究黄河上游粗泥沙来源、 风-洪产输机制及其河道沉积过程 与时空变化规律,分析水库调节前后河道水沙关系变化、塌岸淤 床过程演变及其驱动机理,揭示可控洪峰通过沙漠宽谷河道洪床-岸相互作用的关键河流学过程及其冲淤效应。 5.植被、大气环境和气候相互影响的过程机理 研究中国数十年来植被、 大气环境和气候变化的规律和特征, 揭示生态系统碳氮循环对环境及气候变化的影响和响应, 评估自 然源排放和人类活动排放的化学物质对大气环境和气候变化的 贡献以及我国节能减排的环境气候效应。 6.气溶胶-云-辐射反馈过程及其与亚洲季风的相互作用 研究气溶胶与亚洲季风系统各自的变化规律,分析亚洲季风 区气溶胶的云(雾)/辐射效应,揭示大气气溶胶变化对大气和 地面能量平衡以及大尺度环流系统的影响, 阐明东亚气溶胶产生 /传播与云/辐射和大气降水/环流的相互作用机制,评估不同类 型气溶胶对亚洲气候变化的影响。 7.南海海气相互作用与海洋环流和涡旋演变规律 研究南海海气相互作用的动力和热力过程,揭示季风强迫及 邻近海域对南海海洋环流和中尺度涡的影响, 阐明南海海洋对热
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带天气系统的影响。 8.近海生态系统演变及生态安全 研究我国近海生态系统与海洋生物地球化学循环的相互作用 的关键过程,分析海洋酸化、富营养化以及过度开发利用等多重 压力对近海生态系统服务功能和食物产出的影响;研究大规模海 洋生态灾害暴发的生物学基础和重要海洋学过程及诱发次生灾 害的关键过程。

人口与健康领域 1.物理和化学有害环境因素的危害机理及防护 通过多学科交叉,研究物理和化学等有害环境因素对人体、 人群及人类遗传作用的生物学基础和危害机理, 为提出切实可行 的防治措施提供科学依据。 2.动脉粥样硬化发病机制及其诊治与干预的基础研究 采用系统生物医学观念和手段,结合临床研究,阐述动脉粥 样硬化发生、发展和转归的规律与调控机制,研究血管重塑和斑 块不稳定的机理,分析致病的内外环境危险因素,为早期诊治与 干预手段提供新思路、新策略。 3.人类重大代谢性疾病机理研究 紧密结合临床和流行病学工作基础, 针对一种常见、高发 的人体代谢性疾病(如 2-型糖尿病、甲状腺疾病),深入研究 其病理生理过程的变化,阐明发病的分子机理,探讨遗传、环境 及营养因素对疾病发生、发展的影响,为干预和防治的新措施提 供理论基础。
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4.老年神经变性病发病机制与干预的基础研究 以 1 种常见的老年神经变性病为主要研究对象, 围绕神经元 选择性、进行性变性死亡的科学问题,探讨老化、遗传和环境因 素的交互作用,研究神经元渐进变性的分子机理,为老年神经变 性病预警、早诊和治疗提供新策略。 5.恶性肿瘤发生、发展的细胞表观遗传机制 针对 1-2 种恶性肿瘤, 分析细胞癌变的微环境和表观遗传因 素,研究癌变发生、发展过程中的细胞重编程分子机理和调控网 络,探索控制细胞癌变与转移的表观遗传机制。 6.病毒致癌机制与干预的基础研究 选择 1-2 种癌症为主要对象,结合流行病学和临床,研究致 瘤病毒、环境、以及宿主遗传因素的交互作用,阐明相关肿瘤的 发病机制,发现诊断和治疗新靶点,为提高病毒相关肿瘤的治愈 率、降低发病率奠定基础。 7.神经损伤修复与功能重建的基础研究 应用现代生物学技术等手段,研究神经损伤、再生修复与功 能重建过程中的分子调控机制、神经元和胶质细胞等的生物功 能,探讨其临床干预新策略,为神经组织的再生修复和功能重建 提供理论基础和科学指导。 8.常见、高发的眼病或耳鼻咽喉疾病发病机制及干预的基础研 究 以一种常见高发的眼病 (如近视) 或者耳鼻咽喉病 (如耳聋) 为主要对象,结合临床工作,研究疾病的病理生理过程、发生机 制、遗传与环境影响因素及其并发症,为发展新的防护和干预措
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施、降低发生率、防止并发症提供理论基础。 中医理论专项 1.基于“肝藏血主疏泄”的脏象理论 研究肝藏血、 主疏泄等脏象理论, 系统阐明其基本科学内涵, 揭示相关疾病从肝论治临床疗效产生的机制和规律, 进一步丰富 和发展脏象理论。 2. 常见病针灸治疗机制及理论 以临床针灸疗效确切、 诊断和评价指标明确的一种常见病为 切入点,研究经络腧穴疗效机制及理论,系统挖掘整理经络腧穴 理、法、术、效规律,阐明生物学基础和作用机制。 3.中药“十八反”配伍理论关键科学问题 系统研究“十八反”药物配伍关系,阐明其相互作用、配伍 关系、 宜忌条件以及化学本质和生物学基础, 揭示中药 “十八反” 的科学实质。 4.中医健康状态认知理论 系统整理、总结中医原创思维方法体系及其科学内涵;研究 中医健康状态认知理论, 探索建立适合于中国人的中医健康辨识 方法。 重要传染病专项 1.重要病原体致病机制的研究 以 EV-71 等肠道病毒、 志贺氏痢疾杆菌和梅毒螺旋体等为研 究对象,围绕病原体致病机制,开展病原体变异流行规律及毒力 基因(蛋白)的调控等研究,为相关传染病的防治提供基础。 2.动物重大病毒病病原免疫与致病的分子机制研究
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针对口蹄疫、猪繁殖与呼吸综合征、动物流感、猪瘟、传染 性法氏囊病、狂犬病等,开展病毒变异规律、病毒共感染的协同 致病机制、病毒诱导的免疫抑制及免疫逃逸的机制等研究,为疫 病控制策略和疫苗、诊断技术及新型药物的开发提供依据。 3.重要病毒跨种间感染与传播致病的分子机制研究 以狂犬病毒、登革热、脑炎病毒、新型冠状病毒、高致病性 禽(猪)流感等为对象,开展病毒的生态分布、分子变异和进化 规律、病毒跨种间感染的分子基础等研究,阐明新发病毒病跨种 间传播的分子基础,为我国新发传染病的防治提供科学支撑。 4.病毒潜伏感染的分子机制 以人巨细胞病毒、EB 病毒、卡波氏肉瘤病毒等为研究对象, 围绕病毒潜伏感染机制,开展病毒潜伏感染的表观遗传调控、病 毒潜伏感染与神经系统病变、肿瘤的发生、发展等研究,为控制 病毒潜伏感染提供新思路和新策略。

材料领域 1.新型轻质高性能材料 针对新型轻质高性能材料在航空航天、 交通运输等领域的重 大需求,研究超级铝合金的设计、不同超常性能相的生成、超级 铝合金高性能形成原理;研究具有轻质、高效能量吸收、高效减 震降噪、高效热交换等多功能的新型超轻多孔材料;研究应用于 发动机的高温、高强 TiAl 合金材料等。 2.高性能碳纤维及炭基复合材料 针对高性能碳纤维和炭/炭复合材料在国民经济和国防安全
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领域的重大需求,研究碳纤维制备过程的稳定性、质量均一性, 发展低成本高性能批量产品制备的理论、方法和技术,研究碳纤 维服役行为和失效机制;发展炭/炭复合材料快速沉积的原理和 技术,实现微观组织与界面结构控制及改性,研究高温环境下的 服役行为和发展防护技术,实现高性能炭/炭复合材料低成本的 制造。 3.新型功能材料 针对功能材料学科发展和新一代高技术产业的重大需求, 发 展具有我国资源特色和尖端技术迫切需求的稀土功能材料、 中远 红外波段连续工作的量子级联激光材料和探测材料, 以及可引发 电力工业变革的前瞻性高温超导材料,揭示功能材料的组分、不 同层次的结构和性能间的内在规律。 4.聚合物材料的结构调控和高性能化、功能化研究 以通用品种及具有重大需求的聚合物材料为研究对象,研究 材料的链结构、 聚集态结构等多层次微观结构对材料使用性能的 影响,揭示其内在规律,并用于指导聚合物材料的设计、合成及 制备,获得高性能、高附加值的有重要应用前景的新型聚合物材 料;开展有国防重大需求的芳纶纤维制备的基础研究。 5.生物医用材料 发展生物医用材料(包括金属、 陶瓷、 高分子等)的设计原理, 研究其生物相容性、力学相容性、植入物安全性、与组织相互作 用的分子机制等, 研究具有生物活性和医疗作用的生物材料表面 改性及界面行为、生物功能材料的降解机理。 6.材料服役行为
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研究和阐明材料的服役行为及其组织演化; 研究特定工况和 环境(如核反应堆高温高压水环境,深海水环境)下材料的腐蚀、 防护、寿命预测、可靠性分析和安全评估。 7.材料制备科学 开展材料设计、合成、成形、后处理、服役的一体化研究, 揭示材料制备过程中不同阶段不同类型的组织和缺陷的形成、 演 化及对性能和应用的影响;发展面向新材料需求的多层次、多组 元化的集成设计方法; 研究具有重大需求的关键构件的凝固成形 或加工成形过程中组织和缺陷的形成与控制,为发展环境友好、 资源节约型材料的合成、 制备与加工成形智能化新技术提供科学 基础。

综合交叉领域 1.科学、社会与工程计算中关键科学问题 面向安全、 生产及服务领域重大问题的数值方法、 计算建模、 数据挖掘和建立相关网络体系的基础研究。 2.先进制造基础科学与关键技术问题 围绕支撑国家经济发展和国防建设的重大装备、重要基础 件、关键构件和功能器件等,开展基础设计理论、数字化制造、 智能制造、特种制造等方面的重要科学问题和关键技术研究;针 对时速 500 公里高速铁路的建设和运行,开展前沿探索研究。 3.防灾减灾、城镇建设和重大建设工程中的重大科学问题 重大工程建设、矿山开采与化工过程中重大灾害的致灾机 理、防控理论与安全性评价的基础研究;西部山地城镇建设的生
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态、能耗控制,以及工程安全的基础研究;水利、水电、轨道交 通等重大建设工程中的质量保证与评估、 健康服役与环境影响等 关键问题的基础研究。 4.涉及飞行器、对地观测的综合交叉研究 飞行器结构多功能设计、 控制与复杂环境下安全飞行的科学 问题;空天地一体化对地观测、时空信息智能获取、海量数据融 合与分析处理及地球系统参数精确反演中的科学问题。 5.节能、减排关键基础科学问题 探索降低能耗、 提高能源使用效率和余热能梯级利用中的新 概念、新方法和新理论;开展二氧化碳减排、储存和资源化利用 的基础研究。 6.生物技术和绿色化学技术在工业中应用的关键问题 现代生物技术在生物资源和生物质利用中的基础科学问题; 生物产品合成的代谢网络的生物学基础研究; 工业过程工程中过 程强化的基础研究;高效化学催化剂的基础科学问题研究。 7.重大科学领域和生命科学交叉研究 航空航天科学和生命科学交叉的基础科学研究;神经科学、 脑科学、视觉科学等人体健康相关的学科交叉研究;环境科学、 信息科学、社会科学与生物医学的交叉研究。 8.面向医学基础和重大疾病诊疗的新方法、新技术和新设备 基于新原理、新思路,发展适用于多尺度、多角度、多层次 研究重大医学科学问题的信息监测、成像、分析与表征的新方法 和新技术;发展重大疾病诊疗的特异性、专一性、高灵敏传感、 探针等关键技术。
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重要科学前沿领域 重点支持经过自然科学基金等前期培育取得重要进展,应用 前景较为明朗,可望取得重大突破的科学前沿研究;基于国家重 大科学工程开展的前沿科学研究; 基于重大国际合作计划开展的 基础科学前沿研究; 其他可望取得重大突破的科学前沿交叉综合 研究。例如:化学和材料科学中理论、计算和前沿数学问题,支 撑若干国家重大战略需求的应用数学研究,新概念高增益、高效 率自由电子激光重大基础研究,超强光场与物质相互作用新效 应、新机理的研究,分子电子学的基础与应用探索研究,日地空 间物理研究和应用,若干重大地质环境突变的地球生物学过程, 神经生物学研究中的重大前沿问题等。

蛋白质研究 1.蛋白质生成、定位、转位、修饰及降解的分子机制 围绕蛋白质生成、定位、转位、修饰及降解的基本过程,重 点研究它们发生的普遍规律和调控机制, 以及它们与基因表达调 控、细胞生长和凋亡、细胞异常增殖、细胞自噬、个体发育分化、 个体衰老及疾病发生等的关系。 2.蛋白质相互作用网络与信号转导 针对某种重要生理或病理过程, 重点开展生物大分子复杂网 络的结构及其动力学分析; 开发整合基因调控网络、 蛋白质网络、 代谢网络和信号转导网络的计算生物学方法。 3.重要蛋白质、蛋白质复合物及膜蛋白的结构与功能
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重点研究与能量转换和膜转运相关蛋白质、 受体蛋白及通道 蛋白,以及与真核基因表达调控、DNA 损伤修复、氧化应激、神 经信号转导相关的蛋白质及其复合物的结构及调控机制, 同时关 注上述蛋白质及复合物三维结构与生理功能和疾病发生过程的 关系。 4.重要生理或病理过程相关的蛋白质组研究 针对重要动植物、微生物和人类重要生理或病理过程,进行 动态和比较蛋白质组研究,阐明其中重要功能蛋白质群(组)的 变化规律及其生理、病理学意义。 基于与欧盟第七框架计划合作的中欧科技合作协议, 开展重 大疾病发生发展过程中的蛋白质修饰及其动态变化研究, 规模化 筛选磷酸化、糖基化、泛素化、甲基化等修饰蛋白质及相关酶, 发现并发展系列诊断标志物和治疗靶标。 (委托重点基地) 5.代谢调控及相关疾病的分子机理 研究机体代谢的分子调控机制及其在重要生命现象和重大 疾病发生过程中的生物学功能, 阐明代谢调控的重要途径和调控 网络,揭示代谢调控相关蛋白与重要生物信号通路的相互作用, 寻找代谢相关疾病的分子靶标。 6.蛋白质研究的新技术和新方法 发展蛋白质结构测定、功能分析、组学研究的新技术和新方 法,包括蛋白质特异标记和高时空分辨的在体动态研究、蛋白质 定量检测、核酸适配体识别等新技术新方法,特别关注合成生物 学的新技术新方法。 7.蛋白质及配体分子大规模制备和高容量公共资源库的建设
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大规模、 系统性地收集、 制备和建立若干重要物种 (含人类) 的全长 cDNA 库、蛋白质库、抗体库,建立与之相关的多糖、多 肽、核酸、天然及合成小分子化合物等蛋白质配体分子公共资源 库。 8.依托国家重大科学设施的蛋白质研究 依托国家重大科学设施,发展:高通量和高精度的同步辐射 数据收集、处理和结构解析系统;基于高亮度光源的微小晶体的 结构测定技术; 探索高效的蛋白质结晶和晶体衍射质量改善的新 技术方法;核磁共振、顺磁共振、小角散射和计算生物学相结合 的结构解析和动力学研究技术等,完成一批蛋白质、蛋白质复合 物及蛋白质-核酸复合物的结构与功能研究。

量子调控研究 1.量子信息关键器件的物理实现 量子通讯、 量子计算和量子仿真基本原理的物理实现与原型 器件; 基于半导体量子点和基于光学超晶格的光纤通讯波段的量 子光源和量子存储原型器件; 基于超导量子器件的单光子探测和 量子信息处理原型器件;固态光学微腔以及微腔阵列系统的制 备,单光子态、原子态的量子调控和量子仿真;线性、非线性光 学量子信息处理关键器件,量子态的集成调控和集成光子器件; 量子信息实用化关键技术的基础研究。 2.基于原子、分子体系的量子调控 冷原子、分子、离子体系的制备、凝聚效应和纠缠现象,以 及新的量子态和奇异物性;外场如光场、磁场等与冷原子、分子
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体系的相互作用以及对量子态的调控机理;高灵敏实验检测、表 征和调控技术; 探索新量子物质状态、 量子仿真和新型量子器件。 3.关联电子体系的量子调控 不同维度、不同结构的关联电子材料的复杂量子现象、量子 效应及其基本规律和微观机理; 处理复杂关联量子问题和量子调 控的新思路、新概念、新方法;关联电子材料的实验分析、检测 和调控的新方法;基于新颖量子现象和效应的原型器件。 4.复杂量子功能材料的物性调控 复杂量子功能材料及低维结构材料的设计、制备、生长机理 和新奇量子效应;量子功能材料的不同有序态,如(反)铁磁序、 铁电序、轨道序、拓扑序等,不同序参量耦合下的量子行为和量 子相变;理论和数值模拟以及物性灵敏检测的新方法;发展基于 复杂量子功能材料的原型器件。 5.小量子体系的量子调控 小量子体系量子态的时域、频域、空间高分辨技术;研究新 颖低维量子体系的制备及新奇量子现象;低维量子体系中电荷、 自旋的输运特性及相互关联,量子比特基本操作的新方案;外场 与小量子体系的相互作用和耦合机制; 基于小量子体系的新型器 件以及在量子信息中的应用;固态量子系统纠缠的产生和检测, 量子退相干效应的调控。 6.受限微纳量子结构的设计与调控 具有特定构形和量子特性的新颖量子结构材料的物理和化 学制备方法;受限微纳量子结构的轨道、自旋等内部量子态及其 调控技术,高灵敏、高分辨率的检测和表征技术;受限微纳量子
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结构中电子态与外场的耦合及其量子效应; 基于新量子效应的原 型器件。 7.光子带隙调控、新效应及其应用 非传统机制(如非线性、隧穿)和非传统结构(如手性、梯 度分布)对光子晶体的光子带隙的调控机理及其新效应;无源光 子集成器件和回路、有源光子器件及回路;亚波长微结构、光子 晶体中的宏观量子效应、光子晶体与受限电子系统的耦合效应; 基于光子晶体的原型器件。 8.光电耦合量子体系的量子调控 光诱导的集体激发效应和光电耦合效应, 及对新型量子材料 输运特性的调控;固态量子结构中光与物质的相互作用、动力学 过程和能量转换;基于光电耦合量子体系的新型量子器件,及其 在传感和光电集成中的应用。

纳米研究 1.纳米材料的基础科学问题 围绕重要应用,开展基本科学问题、关键技术、微观结构特 征与奇异特性关系、 性能调控的研究, 设计、 制备新型纳米材料, 探索其潜在应用;研究具有特定性能的纳米材料和结构的大尺 寸、高有序度的自组织生长机理和关键技术,制备具有特定功能 的纳米材料自组装结构。 2.纳米碳材料及宏观材料的制备与应用 围绕具有重要应用前景的纳米碳材料,发展可控、宏量和低 成本制备技术,研究应用过程中的关键技术;发展宏观材料的结
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构可控和低成本纳米化技术,研究此类材料的结构和性能稳定 性,探索在特定领域中的应用。 3.新型纳米制备技术和表征方法 探索可重复、低成本的新型绿色纳米制备原理方法、关键技 术;发展有特色的高精度纳米加工与可控组装技术;发展基于新 原理纳米表征技术和测试方法。 4.纳米技术标准和标准物质 重点开展纳米材料和纳米结构的检测、 计量技术的国际与国 内技术标准研究与制定; 纳米检测用标准样品与标准物质的研制 与批量制备;发展纳米检测技术的量值溯源方法,并开展比对测 量、纳米检测方法的标准化。 5.碳基器件和电路及新型纳米传感器件 探索基于新原理、新结构的碳基纳米器件和电路;研究应用 目标明确的高灵敏度、高可靠性、高选择性纳米传感器、光电探 测器;发展重点疾病早期检测的纳米生物器件、植入式微纳传感 器件等。 6.具有重要应用前景纳米材料的生物效应与检测技术 研究具有重要应用前景的纳米材料在生物体内的过程与行 为,发现生物效应;在分子、细胞等层面上研究纳米材料对生物 作用的机理及安全性; 发展应用目标明确的基于新原理的生物检 测技术以及生物功能修复材料。 7.提高能源使用效率和节能的纳米材料与技术 重点研究基于纳米结构与技术的提高能源使用效率的新方 法和原理,发展基于纳米结构与纳米技术的节能新技术,推进纳
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米技术及材料在新型能源转换与存储等方面的重要应用。 8.低成本、高效率净水纳米材料与技术 针对饮用水的深度净化, 发展具有高吸附效率的净水纳米材 料,研究吸附和脱附过程机理及宏量制备技术;发展成本低、性 能稳定、寿命长并无次生污染的实用净水纳米技术。

发育与生殖研究 1. 胚胎早期发育的分子基础 利用动物模式系统,重点研究关键信号通路和母源因素等在 胚层形成和分化中的作用及其分子机理; 阐释发育过程中形态发 生素梯度形成和信号转导的调控机制, 揭示胚层诱导和图示形成 的分子调控网络。 2. 重要组织器官发育的调控机理 针对哺乳动物的一种重要组织器官,如肾脏、肝脏、造血系 统等, 在分子遗传水平上研究发现控制重要组织器官发育的关键 因子和信号通路,揭示组织器官发育的根本机制。 3. 发育与生殖重要哺乳动物模型的建立 开展医用小型猪的基因组学、免疫组学等组学研究,建立其 发育、生理、生殖等相关数据库,完善小型猪遗传修饰的相关技 术平台,推动小型猪模型的研究;系统开展小鼠发育与生殖相关 模型资源的收集与整理,发展新的小鼠发育与生殖研究模型。 4. 精子遗传信息稳定传递的分子机理

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重点研究精母细胞减数分裂中 DNA 重组交换与损伤修复、精 子细胞核浓缩与变形过程、遗传因素的影响,在分子水平阐述精 子遗传信息稳定传递的分子机理。 5. 妊娠建立和维持的分子机制研究 利用模式动物和人类临床资源研究 “孕与不孕” 的选择机制, 系统探讨妊娠建立和维持进程中囊胚形成、 胚泡植入与胎盘发生 等系列事件的内在联系和分子基础。 6. 雌性配子发育和生育力维持的机制 研究雌性生殖细胞发育、 雌性生殖干细胞和生育力维持的调 控机制,优化和改进人类卵子、卵巢组织冷冻保存和复苏技术体 系,建立生殖相关器官、组织与细胞资源库。 7. 植物生殖发育的生物学基础 研究植物生殖细胞发生发育、雌雄细胞识别和双受精作用以 及种子早期发育的调控机制,重点阐释生殖发育过程中减数分 裂、细胞分化、识别和发育的分子和表观调控机理。

为加强干细胞研究,2010 年拟重点部署: 1. 干细胞及器官衰老和再生 利用模式动物,重点研究器官发育和再生的分子机制;探讨 成体组织干细胞或诱导性干细胞等在器官衰老和再生过程中的 作用,揭示相关的关键信号因子和调控网络。 2. 干细胞的维持与分化 重点研究胚胎干细胞和重要的组织干细胞自我更新及潜能 性维持过程中遗传与表观遗传的调控网络, 阐释干细胞体外诱导
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分化与体内条件下获得分化细胞的功能差异和调控机制, 建立高 效、安全的干细胞在体定向分化的新技术与新方法。 3. 不同来源人类干细胞全能性和 iPS 细胞多能性差异的系统研 究 有效利用高通量技术, 在基因组和表观基因组水平上系统研 究并阐明不同来源的人类胚胎干细胞全能性差异和不同来源、 不 同方法制备的人类 iPS 多能性差异的分子和表观机制, 并探讨建 立符合临床应用的标准。 4.干细胞分化与重新编程中蛋白质的结构与功能 完成一批在干细胞分化与重新编程中涉及到的与基因沉默 与激活的表观遗传调控相关的蛋白质及其与核酸复合物的三维 结构与功能研究,包括:研究与 DNA 甲基化,组蛋白修饰,核小 体组装与去组装过程相关的蛋白质; 研究非编码的 RNA 及其调控 蛋白质; 研究染色体的高级结构和常染色质与异染色质的转换相 关蛋白质。

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