新聞動態(tài)關(guān)于發(fā)布水圈微生物驅(qū)動地球元素循環(huán)的機(jī)制重大研究計劃2022年度項目指南的通告
附通知的附件原文：
水圈是地球獨(dú)有的特色圈層之一，水圈環(huán)境中生活著數(shù)量巨大、遺傳與代謝方式多樣的微生物，它們驅(qū)動碳氮硫等地球重要元素的循環(huán)，是溫室氣體排放和全球氣候變化的關(guān)鍵參與者。但是，人們對不同水圈生境中微生物的物種組成與群落結(jié)構(gòu)、代謝方式，與生境相關(guān)的調(diào)控規(guī)律、與環(huán)境的互作機(jī)制，以及對碳氮硫等重要元素循環(huán)的貢獻(xiàn)等認(rèn)識十分有限。本重大研究計劃選擇典型水圈生境，聚焦與生命活動密不可分的碳氮硫等重要元素的生物地球化學(xué)循環(huán)過程，通過生命科學(xué)、地球科學(xué)、化學(xué)科學(xué)、信息科學(xué)等多學(xué)科的深入研究及深度交叉，結(jié)合新技術(shù)手段及平臺的開發(fā)與利用，開展全面、系統(tǒng)、動態(tài)、定量研究，揭示水圈微生物驅(qū)動碳氮硫循環(huán)、特別是溫冷室氣體（CO2，CH4，N2O，DMS等）排放的機(jī)制，深化水圈微生物對關(guān)鍵水域碳源匯過程的貢獻(xiàn)及其機(jī)制的認(rèn)知，支撐 “雙碳”生物技術(shù)創(chuàng)新，為保護(hù)水圈生態(tài)功能、應(yīng)對全球氣候變化、服務(wù)國家“雙碳”戰(zhàn)略、推動國民經(jīng)濟(jì)與社會的可持續(xù)發(fā)展提供科技支撐。
一、科學(xué)目標(biāo)
本重大研究計劃以服務(wù)國家“雙碳”戰(zhàn)略為目標(biāo)，選擇代表性水圈生境，聚焦碳氮硫等元素生物地球化學(xué)循環(huán)過程，以學(xué)科交叉和技術(shù)創(chuàng)新為導(dǎo)向，在物種、群落、代謝途徑、生態(tài)互作和環(huán)境響應(yīng)等多個層面，闡明驅(qū)動碳氮硫循環(huán)的水圈微生物的群落形成和演化規(guī)律以及與環(huán)境的互作機(jī)理，解析其能量利用與代謝機(jī)制，揭示其驅(qū)動碳氮硫循環(huán)的過程與機(jī)理，探索其與碳源匯過程、溫室氣體排放以及全球氣候變化相互影響的機(jī)制性關(guān)系，深化對生命與地球環(huán)境相互作用與協(xié)同演化的認(rèn)知。
二、核心科學(xué)問題
本重大研究計劃圍繞水圈生境中微生物驅(qū)動地球元素循環(huán)新機(jī)制的發(fā)現(xiàn)及其生態(tài)影響的研究，擬解決以下核心科學(xué)問題：
（一）水圈微生物參與碳氮硫等元素循環(huán)及溫冷室氣體排放的宏觀機(jī)制與生態(tài)效應(yīng)。
?。ǘ﹨⑴c碳氮硫元素循環(huán)的水圈微生物群落形成及其與環(huán)境互作的機(jī)理。
?。ㄈ┧ξ⑸镂镔|(zhì)與能量轉(zhuǎn)換和代謝的新途徑及新調(diào)控機(jī)制。
三、2022年度資助的研究方向
圍繞上述核心科學(xué)問題，本年度以“集成項目”的形式開展資助工作，進(jìn)一步聚焦代表性水圈生境，圍繞“雙碳”戰(zhàn)略的重大目標(biāo)，組織集成方向，開展跨生境、多層次的研究，加強(qiáng)數(shù)據(jù)整合共享，實現(xiàn)成果集成和認(rèn)識升華，力求在水圈微生物新類群組成及其結(jié)構(gòu)與功能、能量獲取與物質(zhì)代謝新途徑及調(diào)控機(jī)制、驅(qū)動碳氮硫循環(huán)的宏觀生態(tài)效應(yīng)與碳源匯機(jī)制等方面取得系統(tǒng)性重大突破，提升對水圈微生物驅(qū)動地球重要元素循環(huán)以及溫室氣體排放機(jī)制的整體和系統(tǒng)的認(rèn)知水平，為保護(hù)水圈生態(tài)功能、應(yīng)對全球氣候變化、實施“雙碳”戰(zhàn)略的重大需求提供理論和技術(shù)支撐。鼓勵前期在水圈微生物驅(qū)動地球元素循環(huán)機(jī)制研究中方向相近、有較好進(jìn)展的項目負(fù)責(zé)人聯(lián)合申請項目。
在本重大研究計劃前期執(zhí)行的基礎(chǔ)上，本年度在以下研究方向開展項目集成。
?。ㄒ唬┥詈Ｎ⑸矧?qū)動的碳氮硫循環(huán)及相關(guān)儲碳機(jī)制。
在前期研究揭示深海微生物在高壓下的碳氮硫循環(huán)新途徑及其高壓適應(yīng)新機(jī)制的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化對典型深海/海溝環(huán)境的集成研究，系統(tǒng)闡明深海微生物驅(qū)動碳氮硫元素循環(huán)的重要過程與環(huán)境效應(yīng)及對高壓和其它多重極端環(huán)境條件的適應(yīng)機(jī)制，探索微生物參與深海儲碳的機(jī)制。
選定若干深海/海溝環(huán)境，通過系統(tǒng)采樣與數(shù)據(jù)匯聚及實驗室研究，揭示深海微生物群落結(jié)構(gòu)與功能的時空分布格局及演變特征；探明微生物驅(qū)動的碳氮硫元素循環(huán)及其與深海高壓的關(guān)系；明晰微生物介導(dǎo)惰性有機(jī)物形成與分解的機(jī)制以及深海碳固定的過程和效應(yīng)。
?。ǘ﹥?nèi)陸水體微生物驅(qū)動碳氮循環(huán)的機(jī)制與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)。
在前期揭示全球變暖背景下微生物介導(dǎo)內(nèi)陸水體溫室氣體釋放的規(guī)律與機(jī)制基礎(chǔ)上，聚焦湖泊和濕地兩類主要水圈生境，通過數(shù)據(jù)整合分析，強(qiáng)化對微生物驅(qū)動機(jī)制與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的協(xié)同研究和知識挖掘。本研究方向下擬重點資助兩項內(nèi)容：
1．湖泊微生物驅(qū)動碳氮循環(huán)的機(jī)制與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)
匯聚并整合分析代表性湖泊微生物系統(tǒng)調(diào)查及相關(guān)實驗數(shù)據(jù)，揭示湖泊微生物群落結(jié)構(gòu)和功能基因的分布規(guī)律及形成機(jī)制；闡明湖泊微生物驅(qū)動碳氮循環(huán)的關(guān)鍵過程；聚焦我國西部高原和東部平原湖泊，探明微生物驅(qū)動碳氮等元素循環(huán)及其對環(huán)境變化的響應(yīng)與反饋機(jī)理；闡明我國湖泊碳氮源匯格局及其微生物驅(qū)動機(jī)制。
2．濕地微生物介導(dǎo)溫室氣體釋放機(jī)制與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)
匯聚并整合分析代表性濕地微生物系統(tǒng)調(diào)查及相關(guān)實驗數(shù)據(jù)，闡明濕地微生物群落結(jié)構(gòu)和功能基因的分布規(guī)律及形成機(jī)制；聚焦自然濕地和水稻田，揭示微生物介導(dǎo)的濕地甲烷和氧化亞氮釋放的機(jī)理及其對氣候變化的響應(yīng)與反饋機(jī)制；闡明我國濕地系統(tǒng)溫室氣體源匯格局。
?。ㄈ┖ｊ懡粎R關(guān)鍵帶微生物驅(qū)動碳循環(huán)的機(jī)制及其碳源匯效應(yīng)。
在前期初步揭示海洋惰性溶解有機(jī)碳形成的動力學(xué)特征與化學(xué)惰性機(jī)制、以及微生物對近海碳源匯調(diào)節(jié)機(jī)制的基礎(chǔ)上，聚焦我國海陸交匯關(guān)鍵帶和重要河口開展系統(tǒng)研究，闡明微生物驅(qū)動碳循環(huán)的機(jī)制及其調(diào)節(jié)碳源匯等生態(tài)效應(yīng)。
以東部沿海和河口為主要研究范圍，綜合運(yùn)用多學(xué)科研究手段，查明微生物群落結(jié)構(gòu)和功能基因的時空分布格局和演變規(guī)律；探明微生物驅(qū)動碳循環(huán)的關(guān)鍵過程和主控環(huán)境因素，探討微生物調(diào)節(jié)陸地-海洋-大氣碳通量的重要途徑，揭示微生物驅(qū)動碳循環(huán)的機(jī)制及其與碳源匯格局的關(guān)系，分析預(yù)測我國海陸交匯關(guān)鍵帶碳通量的變化趨勢及對全球氣候變化的響應(yīng)。
（四）水圈微生物能量利用新類型和新機(jī)制。
在前期揭示微生物能量利用新類型和新途徑的基礎(chǔ)上，闡明其分子機(jī)制和生態(tài)作用，研究水圈微生物能量來源和電子傳遞方式多樣性及其與碳氮硫循環(huán)的關(guān)系。
闡明微生物利用半導(dǎo)體礦物光電子的分子機(jī)制及驅(qū)動碳氮硫元素循環(huán)的效應(yīng)；揭示電活性微生物新型胞外電子傳遞、細(xì)胞感知與適應(yīng)電勢梯度的分子機(jī)理；解析微生物長距離電子傳遞的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其形成與作用機(jī)制，并探索其與碳氮硫循環(huán)的關(guān)系。
?。ㄎ澹┧ξ⑸锾嫉蛟匮h(huán)的新途徑和新機(jī)制。
在前期研究獲得若干重要水圈微生物新類群的純培養(yǎng)物和富集培養(yǎng)物、研發(fā)成功一批用于微生物富集培養(yǎng)、單細(xì)胞分離及功能篩選鑒定等的新技術(shù)和新設(shè)備的基礎(chǔ)上，深入開展水圈微生物新類群、新途徑和新機(jī)制的研究。
靶向分離或富集培養(yǎng)驅(qū)動水圈碳氮硫元素循環(huán)的重要微生物新類群，獲得純培養(yǎng)物或穩(wěn)定的簡化富集培養(yǎng)物；實現(xiàn)未培養(yǎng)微生物分離培養(yǎng)等新技術(shù)的集成和工程化；揭示新發(fā)現(xiàn)微生物類群的碳氮硫代謝途徑，探索其在水圈生態(tài)系統(tǒng)中的作用以及在“雙碳”生物技術(shù)創(chuàng)新中的應(yīng)用。
?。┧ξ⑸飻?shù)據(jù)驅(qū)動知識發(fā)現(xiàn)的技術(shù)平臺和支撐體系。
在水體和沉積物微生物及相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步集成各方向規(guī)范采集的樣本/實驗和環(huán)境數(shù)據(jù)，建設(shè)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺和數(shù)據(jù)密集型研究的支撐體系。
建立以水圈微生物數(shù)據(jù)整合為導(dǎo)向的中心數(shù)據(jù)倉庫及其與各方向子集間分層分級的標(biāo)準(zhǔn)化匯交、管理與應(yīng)用的工程平臺；開發(fā)數(shù)據(jù)存儲與計算分析一體化的技術(shù)體系，建設(shè)交互共享的服務(wù)平臺；構(gòu)建以水圈應(yīng)用場景為導(dǎo)向的專業(yè)數(shù)據(jù)庫和相應(yīng)的知識圖譜，支撐數(shù)據(jù)驅(qū)動的知識發(fā)現(xiàn)。
四、2022年度資助計劃
擬資助集成項目7項，其中方向一、三和五直接費(fèi)用資助強(qiáng)度為1100-1200萬元/項，方向二、四和六直接費(fèi)用資助強(qiáng)度為700-900萬元/項。資助期限為兩年，申請書中研究期限應(yīng)填寫為“2023年1月1日-2024年12月31日”。
五、申請要求及注意事項
?。ㄒ唬┥暾垪l件。
本重大研究計劃項目申請人應(yīng)當(dāng)具備以下條件：
1. 具有承擔(dān)基礎(chǔ)研究課題的經(jīng)歷；
2. 具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)（職稱）；
在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學(xué)位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請人進(jìn)行申請。
（二）限項申請規(guī)定。
執(zhí)行《2022年度國家自然科學(xué)基金項目指南》“申請規(guī)定”中限項申請規(guī)定的相關(guān)要求。重大研究計劃集成項目申請人和主要參與者不受申請和承擔(dān)項目總數(shù)限制。
（三）申請注意事項。
申請人和依托單位應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀并執(zhí)行本項目指南、《2022年度國家自然科學(xué)基金項目指南》和《關(guān)于2022年度國家自然科學(xué)基金項目申請與結(jié)題等有關(guān)事項的通告》中相關(guān)要求。
1. 本重大研究計劃項目實行無紙化申請。申請書提交日期為2022年4月28日－5月6日16時。
?。?）申請人應(yīng)當(dāng)按照科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)(以下簡稱信息系統(tǒng))中重大研究計劃項目的填報說明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請書及附件材料。
?。?）本重大研究計劃旨在緊密圍繞核心科學(xué)問題，通過多學(xué)科戰(zhàn)略性的優(yōu)勢整合，形成集成項目群。申請人應(yīng)根據(jù)本重大研究計劃擬解決的具體科學(xué)問題和項目指南公布的資助研究方向，自行擬定項目名稱、科學(xué)目標(biāo)、研究內(nèi)容、技術(shù)路線和相應(yīng)的研究經(jīng)費(fèi)等。
?。?）申請書中的資助類別選擇“重大研究計劃”，亞類說明選擇“集成項目”，附注說明選擇“水圈微生物驅(qū)動地球元素循環(huán)的機(jī)制”，根據(jù)申請的具體研究內(nèi)容選擇相應(yīng)的申請代碼。
集成項目合作研究單位不得超過4個。集成項目主要參與者必須是項目的實際貢獻(xiàn)者，合計人數(shù)不超過9人。
?。?）申請人在申請書“立項依據(jù)與研究內(nèi)容”部分，應(yīng)當(dāng)首先說明申請符合本項目指南中的資助研究方向并注明相應(yīng)的研究方向名稱，同時說明所申請項目對解決本重大研究計劃核心科學(xué)問題、實現(xiàn)本重大研究計劃科學(xué)目標(biāo)的貢獻(xiàn)。
如果申請人已經(jīng)承擔(dān)與本重大研究計劃相關(guān)的其他科技計劃項目，應(yīng)當(dāng)在申請書正文的“研究基礎(chǔ)與工作條件”部分論述申請項目與其他相關(guān)項目的區(qū)別與聯(lián)系。
2. 依托單位應(yīng)當(dāng)按照要求完成依托單位承諾、組織申請以及審核申請材料等工作。在2022年5月6日16時前通過信息系統(tǒng)逐項確認(rèn)提交本單位電子申請書及附件材料，并于5月7日16時前在線提交本單位項目申請清單。
3. 其他注意事項。
?。?）為實現(xiàn)重大研究計劃總體科學(xué)目標(biāo)和多學(xué)科集成，獲得資助的項目負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)承諾遵守相關(guān)數(shù)據(jù)和資料管理與共享的規(guī)定，支持在重大研究計劃層面開展的大數(shù)據(jù)相關(guān)工作，項目執(zhí)行過程中應(yīng)關(guān)注與本重大研究計劃其他項目之間的相互支撐關(guān)系。
?。?）為加強(qiáng)項目的學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)項目群的形成和多學(xué)科交叉與集成，本重大研究計劃將每年舉辦1次資助項目的年度學(xué)術(shù)交流會，并將不定期地組織相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研討會。獲資助項目負(fù)責(zé)人有義務(wù)參加本重大研究計劃指導(dǎo)專家組和管理工作組所組織的上述學(xué)術(shù)交流活動。
?。ㄋ模┳稍兎绞?。
國家自然科學(xué)基金委員會生命科學(xué)部
綜合與戰(zhàn)略規(guī)劃處
聯(lián)系電話：010-62329341
科技與平臺處
2022年4月6日
