各有關(guān)單位：
國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)現(xiàn)發(fā)布水圈微生物驅(qū)動(dòng)地球元素循環(huán)的機(jī)制重大研究計(jì)劃2022年度項(xiàng)目指南，請(qǐng)申請(qǐng)人及依托單位按項(xiàng)目指南中所述的要求和注意事項(xiàng)申請(qǐng)。
水圈微生物驅(qū)動(dòng)地球元素循環(huán)的機(jī)制重大研究計(jì)劃2022年度項(xiàng)目指南
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(dòng)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(duì)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(duì)碳氮硫等重要元素循環(huán)的貢獻(xiàn)等認(rèn)識(shí)十分有限。本重大研究計(jì)劃選擇典型水圈生境，聚焦與生命活動(dòng)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(guò)程，通過(guò)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(tái)的開(kāi)發(fā)與利用，開(kāi)展全面、系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)、定量研究，揭示水圈微生物驅(qū)動(dòng)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(duì)關(guān)鍵水域碳源匯過(guò)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(duì)全球氣候變化、服務(wù)國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略、推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)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(jì)劃以服務(wù)國(guó)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(guò)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(gè)層面，闡明驅(qū)動(dòng)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(dòng)碳氮硫循環(huán)的過(guò)程與機(jī)理，探索其與碳源匯過(guò)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(duì)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(wèn)題
本重大研究計(jì)劃圍繞水圈生境中微生物驅(qū)動(dòng)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(wèn)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)。
（二）參與碳氮硫元素循環(huán)的水圈微生物群落形成及其與環(huán)境互作的機(jī)理。
（三）水圈微生物物質(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(wèn)題，本年度以“集成項(xiàng)目”的形式開(kāi)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(kāi)展跨生境、多層次的研究，加強(qiáng)數(shù)據(jù)整合共享，實(shí)現(xiàn)成果集成和認(rèn)識(shí)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(dòng)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(duì)水圈微生物驅(qū)動(dòng)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(duì)全球氣候變化、實(shí)施“雙碳”戰(zhàn)略的重大需求提供理論和技術(shù)支撐。鼓勵(lì)前期在水圈微生物驅(qū)動(dòng)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(xiàng)目負(fù)責(zé)人聯(lián)合申請(qǐng)項(xiàng)目。
在本重大研究計(jì)劃前期執(zhí)行的基礎(chǔ)上，本年度在以下研究方向開(kāi)展項(xiàng)目集成。
（一）深海微生物驅(qū)動(dòng)的碳氮硫循環(huán)及相關(guān)儲(chǔ)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(duì)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(dòng)碳氮硫元素循環(huán)的重要過(guò)程與環(huán)境效應(yīng)及對(duì)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(chǔ)碳的機(jī)制。
選定若干深海/海溝環(huán)境，通過(guò)系統(tǒng)采樣與數(shù)據(jù)匯聚及實(shí)驗(yàn)室研究，揭示深海微生物群落結(jié)構(gòu)與功能的時(shí)空分布格局及演變特征；探明微生物驅(qū)動(dòng)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(guò)程和效應(yīng)。
（二）內(nèi)陸水體微生物驅(qū)動(dòng)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(guò)數(shù)據(jù)整合分析，強(qiáng)化對(duì)微生物驅(qū)動(dòng)機(jī)制與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的協(xié)同研究和知識(shí)挖掘。本研究方向下擬重點(diǎn)資助兩項(xiàng)內(nèi)容：
1．湖泊微生物驅(qū)動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(dòng)碳氮循環(huán)的關(guān)鍵過(guò)程；聚焦我國(guó)西部高原和東部平原湖泊，探明微生物驅(qū)動(dòng)碳氮等元素循環(huán)及其對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)與反饋機(jī)理；闡明我國(guó)湖泊碳氮源匯格局及其微生物驅(qū)動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(duì)氣候變化的響應(yīng)與反饋機(jī)制；闡明我國(guó)濕地系統(tǒng)溫室氣體源匯格局。
（三）海陸交匯關(guān)鍵帶微生物驅(qū)動(dòng)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(dòng)力學(xué)特征與化學(xué)惰性機(jī)制、以及微生物對(duì)近海碳源匯調(diào)節(jié)機(jī)制的基礎(chǔ)上，聚焦我國(guó)海陸交匯關(guān)鍵帶和重要河口開(kāi)展系統(tǒng)研究，闡明微生物驅(qū)動(dòng)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(shí)空分布格局和演變規(guī)律；探明微生物驅(qū)動(dòng)碳循環(huán)的關(guān)鍵過(guò)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(dòng)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(cè)我國(guó)海陸交匯關(guān)鍵帶碳通量的變化趨勢(shì)及對(duì)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(lái)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(dòng)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(shì)梯度的分子機(jī)理；解析微生物長(zhǎng)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。
（五）水圈微生物碳氮硫元素循環(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(kāi)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(dòng)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(jiǎn)化富集培養(yǎng)物；實(shí)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。
（六）水圈微生物數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)知識(shí)發(fā)現(xiàn)的技術(shù)平臺(tái)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(shí)驗(yàn)和環(huán)境數(shù)據(jù)，建設(shè)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)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(cāng)庫(kù)及其與各方向子集間分層分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)化匯交、管理與應(yīng)用的工程平臺(tái)；開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與計(jì)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(tái)；構(gòu)建以水圈應(yīng)用場(chǎng)景為導(dǎo)向的專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)和相應(yīng)的知識(shí)圖譜，支撐數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的知識(shí)發(fā)現(xiàn)。
四、2022年度資助計(jì)劃
擬資助集成項(xiàng)目7項(xiàng)，其中方向一、三和五直接費(fèi)用資助強(qiáng)度為1100-1200萬(wàn)元/項(xiàng)，方向二、四和六直接費(fèi)用資助強(qiáng)度為700-900萬(wàn)元/項(xiàng)。資助期限為兩年，申請(qǐng)書(shū)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(qǐng)要求及注意事項(xiàng)
（一）申請(qǐng)條件
本重大研究計(jì)劃項(xiàng)目申請(qǐng)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(jí)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(wú)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(qǐng)人進(jìn)行申請(qǐng)。
（二）限項(xiàng)申請(qǐng)規(guī)定
執(zhí)行《2022年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》“申請(qǐng)規(guī)定”中限項(xiàng)申請(qǐng)規(guī)定的相關(guān)要求。重大研究計(jì)劃集成項(xiàng)目申請(qǐng)人和主要參與者不受申請(qǐng)和承擔(dān)項(xiàng)目總數(shù)限制。
（三）申請(qǐng)注意事項(xiàng)
申請(qǐng)人和依托單位應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀并執(zhí)行本項(xiàng)目指南、《2022年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》和《關(guān)于2022年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目申請(qǐng)與結(jié)題等有關(guān)事項(xiàng)的通告》中相關(guān)要求。
1. 本重大研究計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)行無(wú)紙化申請(qǐng)。申請(qǐng)書(shū)提交日期為2022年4月28日－4月29日16時(shí)。
（1）申請(qǐng)人應(yīng)當(dāng)按照科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱信息系統(tǒng))中重大研究計(jì)劃項(xiàng)目的填報(bào)說(shuō)明與撰寫提綱要求在線填寫和提交電子申請(qǐng)書(shū)及附件材料。
（2）本重大研究計(jì)劃旨在緊密圍繞核心科學(xué)問(wèn)題，通過(guò)多學(xué)科戰(zhàn)略性的優(yōu)勢(shì)整合，形成集成項(xiàng)目群。申請(qǐng)人應(yīng)根據(jù)本重大研究計(jì)劃擬解決的具體科學(xué)問(wèn)題和項(xiàng)目指南公布的資助研究方向，自行擬定項(xiàng)目名稱、科學(xué)目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線和相應(yīng)的研究經(jīng)費(fèi)等。
（3）申請(qǐng)書(shū)中的資助類別選擇“重大研究計(jì)劃”，亞類說(shuō)明選擇“集成項(xiàng)目”，附注說(shuō)明選擇“水圈微生物驅(qū)動(dòng)地球元素循環(huán)的機(jī)制”，根據(jù)申請(qǐng)的具體研究?jī)?nèi)容選擇相應(yīng)的申請(qǐng)代碼。
集成項(xiàng)目合作研究單位不得超過(guò)4個(gè)。集成項(xiàng)目主要參與者必須是項(xiàng)目的實(shí)際貢獻(xiàn)者，合計(jì)人數(shù)不超過(guò)9人。
（4）申請(qǐng)人在申請(qǐng)書(shū)“立項(xiàng)依據(jù)與研究?jī)?nèi)容”部分，應(yīng)當(dāng)首先說(shuō)明申請(qǐng)符合本項(xiàng)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(shí)說(shuō)明所申請(qǐng)項(xiàng)目對(duì)解決本重大研究計(jì)劃核心科學(xué)問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)本重大研究計(jì)劃科學(xué)目標(biāo)的貢獻(xiàn)。
如果申請(qǐng)人已經(jīng)承擔(dān)與本重大研究計(jì)劃相關(guān)的其他科技計(jì)劃項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)在申請(qǐng)書(shū)正文的“研究基礎(chǔ)與工作條件”部分論述申請(qǐng)項(xiàng)目與其他相關(guān)項(xiàng)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(qǐng)以及審核申請(qǐng)材料等工作。在2022年4月29日16時(shí)前通過(guò)信息系統(tǒng)逐項(xiàng)確認(rèn)提交本單位電子申請(qǐng)書(shū)及附件材料，并于在線提交本單位項(xiàng)目申請(qǐng)清單。
3. 其他注意事項(xiàng)
（1）為實(shí)現(xiàn)重大研究計(jì)劃總體科學(xué)目標(biāo)和多學(xué)科集成，獲得資助的項(xiàng)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(jì)劃層面開(kāi)展的大數(shù)據(jù)相關(guān)工作，項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中應(yīng)關(guān)注與本重大研究計(jì)劃其他項(xiàng)目之間的相互支撐關(guān)系。
（2）為加強(qiáng)項(xiàng)目的學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)項(xiàng)目群的形成和多學(xué)科交叉與集成，本重大研究計(jì)劃將每年舉辦1次資助項(xiàng)目的年度學(xué)術(shù)交流會(huì)，并將不定期地組織相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研討會(huì)。獲資助項(xiàng)目負(fù)責(zé)人有義務(wù)參加本重大研究計(jì)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(dòng)。
（四）咨詢方式
國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)生命科學(xué)部綜合與戰(zhàn)略規(guī)劃處
聯(lián)系電話：010-6232 9341
學(xué)校科技處計(jì)劃項(xiàng)目科聯(lián)系方式：8830 2962，likeky@nwu.edu.cn
科技處
2022年3月28日
