關于發布水圈微生物驅動地球元素循環的機制重大研究計劃2022年度項目指南的通告

  
       國家自然科學基金委員會發布了水圈微生物驅動地球元素循環的機制重大研究計劃2022年度項目指南,請有意向的老師按項目指南中所述的要求和注意事項申請。
       對指南的理解有不清楚的請您直接聯系基金委地學部綜合處010-62329341,其他問題請聯系科技處85290123。
       截止時間2022年5月6日16時。

附通知的附件原文:

        水圈是地球獨有的特色圈層之一,水圈環境中生活著數量巨大、遺傳與代謝方式多樣的微生物,它們驅動碳氮硫等地球重要元素的循環,是溫室氣體排放和全球氣候變化的關鍵參與者。但是,人們對不同水圈生境中微生物的物種組成與群落結構、代謝方式,與生境相關的調控規律、與環境的互作機制,以及對碳氮硫等重要元素循環的貢獻等認識十分有限。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循環過程,通過生命科學、地球科學、化學科學、信息科學等多學科的深入研究及深度交叉,結合新技術手段及平臺的開發與利用,開展全面、系統、動態、定量研究,揭示水圈微生物驅動碳氮硫循環、特別是溫冷室氣體(CO2,CH4,N2O,DMS等)排放的機制,深化水圈微生物對關鍵水域碳源匯過程的貢獻及其機制的認知,支撐 “雙碳”生物技術創新,為保護水圈生態功能、應對全球氣候變化、服務國家“雙碳”戰略、推動國民經濟與社會的可持續發展提供科技支撐。

  一、科學目標

  本重大研究計劃以服務國家“雙碳”戰略為目標,選擇代表性水圈生境,聚焦碳氮硫等元素生物地球化學循環過程,以學科交叉和技術創新為導向,在物種、群落、代謝途徑、生態互作和環境響應等多個層面,闡明驅動碳氮硫循環的水圈微生物的群落形成和演化規律以及與環境的互作機理,解析其能量利用與代謝機制,揭示其驅動碳氮硫循環的過程與機理,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制性關系,深化對生命與地球環境相互作用與協同演化的認知。

  二、核心科學問題

  本重大研究計劃圍繞水圈生境中微生物驅動地球元素循環新機制的發現及其生態影響的研究,擬解決以下核心科學問題:

 ?。ㄒ唬┧ξ⑸飬⑴c碳氮硫等元素循環及溫冷室氣體排放的宏觀機制與生態效應。

 ?。ǘ﹨⑴c碳氮硫元素循環的水圈微生物群落形成及其與環境互作的機理。

 ?。ㄈ┧ξ⑸镂镔|與能量轉換和代謝的新途徑及新調控機制。

  三、2022年度資助的研究方向

  圍繞上述核心科學問題,本年度以“集成項目”的形式開展資助工作,進一步聚焦代表性水圈生境,圍繞“雙碳”戰略的重大目標,組織集成方向,開展跨生境、多層次的研究,加強數據整合共享,實現成果集成和認識升華,力求在水圈微生物新類群組成及其結構與功能、能量獲取與物質代謝新途徑及調控機制、驅動碳氮硫循環的宏觀生態效應與碳源匯機制等方面取得系統性重大突破,提升對水圈微生物驅動地球重要元素循環以及溫室氣體排放機制的整體和系統的認知水平,為保護水圈生態功能、應對全球氣候變化、實施“雙碳”戰略的重大需求提供理論和技術支撐。鼓勵前期在水圈微生物驅動地球元素循環機制研究中方向相近、有較好進展的項目負責人聯合申請項目。

  在本重大研究計劃前期執行的基礎上,本年度在以下研究方向開展項目集成。

 ?。ㄒ唬┥詈N⑸矧寗拥奶嫉蜓h及相關儲碳機制。

  在前期研究揭示深海微生物在高壓下的碳氮硫循環新途徑及其高壓適應新機制的基礎上,強化對典型深海/海溝環境的集成研究,系統闡明深海微生物驅動碳氮硫元素循環的重要過程與環境效應及對高壓和其它多重極端環境條件的適應機制,探索微生物參與深海儲碳的機制。

  選定若干深海/海溝環境,通過系統采樣與數據匯聚及實驗室研究,揭示深海微生物群落結構與功能的時空分布格局及演變特征;探明微生物驅動的碳氮硫元素循環及其與深海高壓的關系;明晰微生物介導惰性有機物形成與分解的機制以及深海碳固定的過程和效應。

 ?。ǘ﹥汝懰w微生物驅動碳氮循環的機制與生態環境效應。

  在前期揭示全球變暖背景下微生物介導內陸水體溫室氣體釋放的規律與機制基礎上,聚焦湖泊和濕地兩類主要水圈生境,通過數據整合分析,強化對微生物驅動機制與生態環境效應的協同研究和知識挖掘。本研究方向下擬重點資助兩項內容:

  1.湖泊微生物驅動碳氮循環的機制與生態環境效應

  匯聚并整合分析代表性湖泊微生物系統調查及相關實驗數據,揭示湖泊微生物群落結構和功能基因的分布規律及形成機制;闡明湖泊微生物驅動碳氮循環的關鍵過程;聚焦我國西部高原和東部平原湖泊,探明微生物驅動碳氮等元素循環及其對環境變化的響應與反饋機理;闡明我國湖泊碳氮源匯格局及其微生物驅動機制。

  2.濕地微生物介導溫室氣體釋放機制與生態環境效應

  匯聚并整合分析代表性濕地微生物系統調查及相關實驗數據,闡明濕地微生物群落結構和功能基因的分布規律及形成機制;聚焦自然濕地和水稻田,揭示微生物介導的濕地甲烷和氧化亞氮釋放的機理及其對氣候變化的響應與反饋機制;闡明我國濕地系統溫室氣體源匯格局。

 ?。ㄈ┖j懡粎R關鍵帶微生物驅動碳循環的機制及其碳源匯效應。

  在前期初步揭示海洋惰性溶解有機碳形成的動力學特征與化學惰性機制、以及微生物對近海碳源匯調節機制的基礎上,聚焦我國海陸交匯關鍵帶和重要河口開展系統研究,闡明微生物驅動碳循環的機制及其調節碳源匯等生態效應。

  以東部沿海和河口為主要研究范圍,綜合運用多學科研究手段,查明微生物群落結構和功能基因的時空分布格局和演變規律;探明微生物驅動碳循環的關鍵過程和主控環境因素,探討微生物調節陸地-海洋-大氣碳通量的重要途徑,揭示微生物驅動碳循環的機制及其與碳源匯格局的關系,分析預測我國海陸交匯關鍵帶碳通量的變化趨勢及對全球氣候變化的響應。

 ?。ㄋ模┧ξ⑸锬芰坷眯骂愋秃托聶C制。

  在前期揭示微生物能量利用新類型和新途徑的基礎上,闡明其分子機制和生態作用,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的關系。

  闡明微生物利用半導體礦物光電子的分子機制及驅動碳氮硫元素循環的效應;揭示電活性微生物新型胞外電子傳遞、細胞感知與適應電勢梯度的分子機理;解析微生物長距離電子傳遞的網絡結構及其形成與作用機制,并探索其與碳氮硫循環的關系。

 ?。ㄎ澹┧ξ⑸锾嫉蛟匮h的新途徑和新機制。

  在前期研究獲得若干重要水圈微生物新類群的純培養物和富集培養物、研發成功一批用于微生物富集培養、單細胞分離及功能篩選鑒定等的新技術和新設備的基礎上,深入開展水圈微生物新類群、新途徑和新機制的研究。

  靶向分離或富集培養驅動水圈碳氮硫元素循環的重要微生物新類群,獲得純培養物或穩定的簡化富集培養物;實現未培養微生物分離培養等新技術的集成和工程化;揭示新發現微生物類群的碳氮硫代謝途徑,探索其在水圈生態系統中的作用以及在“雙碳”生物技術創新中的應用。

 ?。┧ξ⑸飻祿寗又R發現的技術平臺和支撐體系。

  在水體和沉積物微生物及相關環境數據標準化的基礎上,進一步集成各方向規范采集的樣本/實驗和環境數據,建設數據服務平臺和數據密集型研究的支撐體系。

  建立以水圈微生物數據整合為導向的中心數據倉庫及其與各方向子集間分層分級的標準化匯交、管理與應用的工程平臺;開發數據存儲與計算分析一體化的技術體系,建設交互共享的服務平臺;構建以水圈應用場景為導向的專業數據庫和相應的知識圖譜,支撐數據驅動的知識發現。

  四、2022年度資助計劃

  擬資助集成項目7項,其中方向一、三和五直接費用資助強度為1100-1200萬元/項,方向二、四和六直接費用資助強度為700-900萬元/項。資助期限為兩年,申請書中研究期限應填寫為“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當具備以下條件:

  1. 具有承擔基礎研究課題的經歷;

  2. 具有高級專業技術職務(職稱);

  在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學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行申請。

 ?。ǘ┫揄椛暾堃幎?。

  執行《2022年度國家自然科學基金項目指南》“申請規定”中限項申請規定的相關要求。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項目總數限制。

 ?。ㄈ┥暾堊⒁馐马?。

  申請人和依托單位應當認真閱讀并執行本項目指南、《2022年度國家自然科學基金項目指南》和《關于2022年度國家自然科學基金項目申請與結題等有關事項的通告》中相關要求。

  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。

 ?。?)申請人應當按照科學基金網絡信息系統(以下簡稱信息系統)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問題,通過多學科戰略性的優勢整合,形成集成項目群。申請人應根據本重大研究計劃擬解決的具體科學問題和項目指南公布的資助研究方向,自行擬定項目名稱、科學目標、研究內容、技術路線和相應的研究經費等。

 ?。?)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“水圈微生物驅動地球元素循環的機制”,根據申請的具體研究內容選擇相應的申請代碼。

  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者,合計人數不超過9人。

 ?。?)申請人在申請書“立項依據與研究內容”部分,應當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問題、實現本重大研究計劃科學目標的貢獻。

  如果申請人已經承擔與本重大研究計劃相關的其他科技計劃項目,應當在申請書正文的“研究基礎與工作條件”部分論述申請項目與其他相關項目的區別與聯系。

  2. 依托單位應當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時前通過信息系統逐項確認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。

 ?。?)為實現重大研究計劃總體科學目標和多學科集成,獲得資助的項目負責人應當承諾遵守相關數據和資料管理與共享的規定,支持在重大研究計劃層面開展的大數據相關工作,項目執行過程中應關注與本重大研究計劃其他項目之間的相互支撐關系。

 ?。?)為加強項目的學術交流,促進項目群的形成和多學科交叉與集成,本重大研究計劃將每年舉辦1次資助項目的年度學術交流會,并將不定期地組織相關領域的學術研討會。獲資助項目負責人有義務參加本重大研究計劃指導專家組和管理工作組所組織的上述學術交流活動。

 ?。ㄋ模┳稍兎绞?。

  國家自然科學基金委員會生命科學部

  綜合與戰略規劃處

  聯系電話:010-62329341


科技與平臺處

2022年4月6日

附件:
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