国家重点基础研究发展计划（含重大科学研究计划）2009年度重要支持方向

一、农业领域

1．主要农作物核心种质重要农艺性状单元型区段及互作研究

利用基因组学研究的成果和方法，系统分析我国水稻、小麦、大豆种质资源中的单元型区段（haplotype）及形成基础，阐明其组成、结构和功能，解析其遗传调控及互作；以核心种质导入系为基础材料，挖掘具有重要育种价值的优异单元型区段和基因，为育种提供亲本材料和选择标记。

2．棉花纤维品质功能基因组研究及优质高产新品种的分子改良

应用功能基因组学、蛋白质组学、生物信息学等理论、方法和技术，开展棉花纤维品质和产量形成相关功能基因研究，揭示棉花纤维品质和产量性状的遗传基础和纤维发育的分子机制，为优质高产棉花新品种分子设计与改良提供科学依据。

3．作物病害防治的基础研究

针对我国重大病虫草害，开展以超高效、调控、免疫为特征的杀虫剂、除草剂、杀菌抗病毒剂相关的化学先导发现、分子靶标和变构靶标发现的系统研究，建立与发展分子靶标导向的绿色农药创新研究的理论、方法、手段与体系。从稻田生态系统整体出发，深入研究稻飞虱迁飞动态的变化和规律、水稻抗稻飞虱的分子遗传基础以及稻飞虱对品种抗性适应性变异、稻飞虱传播病毒病的流行规律，阐明稻田生态系统对稻飞虱种群数量调控功能及机制，为稻飞虱可持续治理技术提供理论依据。

4．重要水产养殖品种功能基因组、分子设计与良种培育的基础研究

根据水产养殖业发展的现状和可持续发展的需求，开展以主要水产养殖动物重要经济性状为对象的功能基因组研究，阐明有关的基因调控网络，在此基础上提出良种分子设计的策略和可行性途径，为培育高产优质养殖新品种奠定理论基础。

5．土肥水的高效利用与管理的基础研究

从调控和改善我国主要农业地区土壤有机质状况出发，重点研究我国主要农业地区土壤有机质形成过程，土壤有机质构成物质特征及功能，土壤生物与土壤有机质之间的互作机制，土壤有机质积累和分解过程及其驱动因素，土壤有机质损失过程及关键影响因素，农田土壤有机质物理、化学和生物学稳定过程的调控原理和途径等；探讨土肥水的高效利用与管理的模式，为我国粮食高产和农田可持续利用提供理论依据和技术途径。

6．生物固氮作用的分子机理研究

主要研究豆科植物固氮根瘤形成的分子机理，根瘤菌固氮系统调控的分子机理，固氮菌氮、碳代谢基因表达的调控偶联及固氮基因向真核生物的转移，联合固氮菌固氮基因网络调控与酶催化分子机理，为提高共生固氮效率和作物产量提供依据，为非豆科植物（包括粮食作物）建立共生或自主固氮体系奠定基础。

7．森林重大病虫灾害生态调控与防治的关键科学研究

针对森林有害生物发生频繁、森林病虫灾害严重等重大问题，研究天然林生态系统优化结构自我调控病虫灾害的机理，人工林可持续经营调控森林病虫灾害的机制，提出森林病虫灾害可持续控制的理论体系。

8．重要热带作物木薯品种改良的基础研究

通过资源调查和评估，选育适合我国不同地区种植的木薯优良品种,通过木薯生理学和基因组学研究，着力阐明木薯耐干旱、高光效、淀粉高效累积的代谢途径和基因调控模式，为木薯的持续稳产高产、淀粉品质改良提供基础。

二、能源领域

1．油气资源勘探新领域的基础科学问题

通过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，及其对油气成藏和富集作用的控制机理，多种类型前陆盆地冲断带小克拉通盆地构造演化与油气富集规律，揭示我国中西部地质构造控油气机理和油气富集区分布规律。通过研究深井、安全快速钻井井下风险控制、井下信息随钻测量与控制、利用复杂结构井提高油气藏采收率的理论问题等，形成发展深井、复杂结构井安全快速钻井的应用基础理论。

2．煤炭深部开采中的动力灾害机理与防治基础研究

针对煤炭深度开采中的动力灾害问题，研究深部煤岩体在高地应力状态和开采扰动条件下的工程力学特征、复杂地应力场的探测理论与方法、煤炭采动应力理论与岩层控制方法，探讨深部煤岩结构与开采活动、应力环境之间的时空互动关系及能量积聚与演化规律、矿压显现特征、巷道围岩失稳机理及控制对策与防治方法。

3．大规模高效清洁气化中关键科学问题的研究

针对我国的资源特点，研究灵活原料和共气化过程涉及的关键科学问题，为开发适应多种含碳固体原料气化的大型气化技术奠定基础。掌握高温、高压和多相流动条件下气化动力学及复杂传热过程机理，建立描述大型煤气化过程中复杂气化反应与混合过程的相互作用的理论模型。注重煤气化过程中废气（如CO₂ 等）、废水和微量有害物处理的关键技术问题，为实现煤气化过程近零排放提供支撑。

4．重油高效洁净转化的基础研究

系统揭示重油的组成、结构和物理化学性质的内在关联，深入了解各不同组分重油分子的催化转化行为，构建基于孔道结构和酸性分布调变的催化体系，创制重油高效洁净转化和优化利用的新催化剂，发展新催化反应过程。

5．规模化太阳能热发电相关的基础研究

揭示太阳能热-电转换过程机理和光热转换规律，建立太阳能高精度聚集方式的理论模型，确定规模化太阳能中、高温热发电系统可靠性影响机制；研制高效的循环工质，揭示太阳能热发电站储热/传热工质全寿命周期内环境影响机理，探索高温储热/传热工质的绿色制备与再生的关键技术。

6．大规模高效储能技术的基础研究

针对可再生能源发电系统的非稳态特征和电网调峰的需求，研究大规模高效储能（电）技术和系统中的基础科学问题。着重于关键材料的设计、制备和放大，结合结构设计的模拟仿真，探索系统耦合技术和能量控制管理策略，建立蓄电系统规模放大的理论体系。

7．特高压输变电关键技术的基础问题研究

针对我国特高压输变电技术发展中的重大问题，研究特高压交、直流输变电技术中电磁场关键基础问题，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，复合电场下非线性绝缘系统的击穿机理等，为我国发展特高压输变电技术提供科学支撑。

8．多能源互补的冷热电联供系统基础研究

针对分布式能源系统的理论与方法，开展能源综合梯级利用的系统集成理论与方法研究，化石能源与可再生能源、资源的互补利用新原理研究，适合分布式能源系统的先进的微、小型动力循环和余热驱动先进吸收制冷循环与工质以及跨临界二氧化碳循环制冷热泵技术等关键设备节能理论和方法。

三、信息领域

1．集成电路相关基础研究

    针对信息的高速处理、获取、传输和控制等重大需求，开展超高频、大功率化合物半导体电子器件与集成电路基础研究；硅基毫米波亚毫米波集成电路与系统基础研究；实现从吉赫兹到太赫兹微电子器件和集成电路的跨越。

2．集成光电子器件与技术相关基础研究

针对信息传输和处理等重大需求，开展新型光电子器件中的异质兼容集成与功能微结构体系基础研究; 光子信息处理集成器件与技术基础研究。

3．信息显示和获取光电子器件与技术基础研究

开展具有特殊环境和人群适应性的高对比度、高清晰度、高亮度、新型场发射平板显示和微显示器件基础研究；生物医学信息感知光电子技术与集成器件基础研究；新一代光纤传感器网络与关键器件相关基础研究。

4．数字媒体理解的理论与方法研究

针对媒体内容复杂、数据量大等特点，根据视觉的整体性和理解的层次性，研究媒体内容的表示方法，高维异构特征的描述与提取方法，复杂多义性对象的相似性计算与学习理论，建立多层次、多特征融合的媒体内容理解理论框架，为提升数字媒体应用的质量奠定基础。

5．多核与超级计算环境下高效能系统软件及其设计方法学

为了更充分利用多核与超级平台硬件提供的计算能力，开展适合多核与超级计算模式的系统软件的编程模型、设计方法和开发环境等基础研究；面向重大装备制造和复杂产品设计等，开展软件系统的可靠性、可信性、可用性、可维护性研究；建立应用效能的综合评价体系，为研制多核与超级计算环境下高效能的系统软件奠定基础。

6．信息服务的基础理论与方法研究

研究网络环境下信息服务的需求分析与建模、信息服务的自适应性、面向融合网络的信息服务按需聚合和智能协同，研究信息服务的质量控制与评测方法，建立一种适应于网络智能服务且具有良好的可扩展性、伸缩性的运行支撑平台和实现模型。

7．超高速光传输与光波交换/路由的基础研究

研究大容量、智能化的光网络体系和光波交换/路由理论；研究适于长途干线超高速光传输的具有高谱效率的新型光调制/解调方式、非线性效应的抑制方法和色散管理机制；研究可支持Tbit/s速率和Pbit/s容量的光节点实现的关键科学问题和组网方式及路由算法，建立灵活配置可控可管的光网络模型。

8. 信息论应用发展的基础研究

    研究在资源和能耗等约束条件下面对新应用挑战的信息论。研究高效编码调制解调的理论基础与性能极限，频谱效率和能量效率优化的编码调制传输系统实现的解决方案；研究网络容量最大化的实现策略与异构网的高效协同机理，基于信息论的网络生存机制，以在信息论的基础理论与应用研究上实现创新。

四、资源环境领域

1．气候变化对水循环和水资源安全的影响及对策

研究气候变化对我国主要流域水资源脆弱性和可持续性的影响与适应,全球气候变化下流域水文循环的时空变异和响应机理,极端气候事件对我国主要流域洪水和干旱影响及调控。

2．我国东部沿海城市带的气候效应评估及对策研究

开展特大规模城市群区大气边界层的结构及其变化研究，分析东部城市带对大尺度地－气环境变化的影响，评价其与东亚季风系统的相互作用。

3．平流层大气基本过程及其在东亚气候与天气变化中的作用

研究平流层动力－物理－化学过程与变化趋势，平流层与上下层大气耦合的基本动力过程，平流层过程对东亚季风天气气候的影响，臭氧层变化与平流层环境预测，为开展临近空间开发的平流层环境保障服务以及我国天气预报和气候预测准确率的提高提供理论依据。

4．我国南方持续性强降水的机理、预测和对策

研究南方强降水持续异常的成因和致灾机理，持续性强降水过程中多尺度天气系统相互作用的动力过程，亚印太海陆气相互作用和复杂下边界对持续性强降水影响的物理过程，为构建我国南方持续性强降水的早期预报和临近预警系统提供科学支撑。

5．我国铁矿成矿机制与预测

重点研究我国主要铁矿大矿、富矿成矿地质环境、控矿条件、分布规律、成矿的地质、地球物理、地球化学、遥感等标志；探索成矿物质来源、成矿过程与机制；进行深部矿产资源预测。为铁矿资源勘查提供科学支撑。

6．人类活动条件下地下水演变及调控

重点研究人类活动条件下地下水资源组成、可利用资源量的变化和地下水循环演化规律、更新修复机制；地下水超采导致的环境变化；地下水利用和环境生态系统相互作用、机理过程和效应；地下水资源合理利用和危机临界标识。为地下水资源可持续开发利用提供学科依据。

7．我国近海的海洋环境与生态安全

研究在我国社会经济快速发展的影响下，近海环境、生态系统的演变，及其对生态安全的影响，为近海生态环境的预测和改善提供科学依据。研究气候变化和人类活动对我国陆架海生态环境的影响，综合分析海域生态环境的演变过程，建立生态环境的响应模型以预测其未来变化趋势。

8．我国流域大型工程对大河口环境与生态安全的影响

综合考虑全球变暖和我国大江大河大型水利工程快速发展的影响下，研究河口主要生态系统的结构、功能与演变过程，重大水利工程对河口环境与生态系统的响应过程和机理，河口生境条件改变对重要生物资源的影响及其恢复，河口生态系统健康的指标体系。

五、人口与健康领域

1．系统生物医学为基础的复杂性状疾病的转化研究

系统整合疾病“组学”与临床研究工作, 深入开展1-2种复杂性状疾病发生发展的分子机理、生化通路及调控网络研究, 发现和鉴定新的特异性分子标记物和药物靶标,为发展创新性的临床诊断与治疗技术提供理论依据。                                        

2．恶性肿瘤发生及其早期防治的基础研究

应用我国常见癌症高发现场和临床病例资源，研究1-2种恶性肿瘤癌前病变及早期癌发生发展的分子机理，寻找高危人群易患性的相关基因及其生物标志, 为癌症预防、早诊和早治提供新思路和新方法。

3．先天性心脏病发生、发展和干预的基础研究

结合临床实践, 研究先天性心脏缺陷的发生、发展分子机理, 阐明其发病的环境和遗传因素, 发现和鉴定预警、预后等相关生物标志,开展临床干预，为早期预警、及时干预、有效修复心肌损伤提出新策略。

4．重要精神或神经系统疾病发生和防治的基础研究

采用“组学”与表观遗传学等现代生物学技术, 以一种疾病为主多层次研究疾病发生的分子机理,结合疾病的诊断和个体化治疗临床实践，为疾病的预警、干预和防治新策略提供理论依据。

5．物理和化学有害环境因素的危害机理及防护

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影响和危害机理，为提出切实可行的防治措施提供科学依据。

6．炎症及其相关重大疾病过程中细胞间相互作用的信号转导机制及其应用研究

    针对炎症及其重大疾病相关细胞的粘附、极性形成、定向迁移等细胞生物学现象的变化，从多个层次研究其疾病过程中的细胞间相互作用，阐释相关的信号转导与调控机制，寻找新的药物靶点，为疾病诊治的新策略提供理论依据。

7．动物肽类毒素基础与应用基础研究

采用现代生物学技术研究我国特有产毒动物多肽类毒素，探明其结构、功能、作用靶位及作用机制，挖掘具有重要药用前景的多肽毒素，并为其临床应用奠定理论基础。

8. 基因靶向治疗的应用基础研究

围绕基因治疗的靶向性，研究病毒和非病毒载体的靶向导入、选择性表达调控、定点整合及原位修复、基因沉默等基因靶向治疗的基础理论问题,为发展国内基因治疗的临床应用提供科学支撑。

中医理论专项 

1．基于“肾藏精”的脏象理论基础研究

采用现代生物学方法，结合临床实践，开展中医肾精命火脏象理论的研究，阐明其理论的基本科学内涵，揭示相关疾病从肾论治临床疗效产生的内在规律，进一步发展和丰富中医脏象理论，为提高临床疗效提供理论依据。

2．确有疗效的经穴效应相关基础研究

从已经发现并被肯定的经络穴位临床效应（非镇痛类）入手，开展经脉现象的生物学基础研究和针刺手法量化的基础研究。揭示经络穴位功能相关科学内涵，同时揭示针刺手法规律，明确针刺量效关系，解释其产生的机制、原理以指导临床提高诊断与治疗水平。

3．以量效关系为主的经典名方相关基础研究

选择3-4个确有疗效且药味较少的经典名方，运用传统与现代相结合、基础与临床试验相结合的研究方式，阐明方药量效关系及其关键影响因素，总结提炼基于现代科学研究成果的中医方药剂量理论，为临床合理选择剂量、安全有效地用药提供科学支撑和理论依据。

重要传染病基础研究专项

1．重要食源性寄生虫病的基础研究

针对弓形虫、隐孢子虫及广州管圆线虫等我国流行与危害较严重的食源性寄生虫开展治病机制及免疫机制等方面的研究，为疾病的防、诊、治和应对由其引发的公共卫生事件提供基础，为保障食品安全提供支撑。

2．重要病毒的入侵机制研究

选择严重危害人类健康并分别代表I、II、III型膜融合蛋白的冠状病毒、乙型脑炎病毒和疱疹病毒等为主要研究对象，利用病毒学和结构生物学等手段，开展病毒膜蛋白与细胞受体的相互作用及其结构基础、膜融合及内吞的分子机理等方面的研究，揭示病毒入侵的机制及规律，为病毒性传染病的疫苗研制和药物设计提供理论基础和科学依据。

3．布鲁氏菌病、斑点热和无形体病的流行特征及其致病机制研究

针对当前我国发病和流行较严重的人兽共患病布鲁氏菌病、斑点热和无形体病，开展流行特征及其病原的致病机制研究，为人兽共患细菌病的深入研究与防治提供理论依据。布鲁氏菌侧重病原学与流行病学、功能基因与蛋白、感染与致病机制的研究；斑点热立克次氏体研究侧重于中国流行株的变异特征及其与宿主相互作用机理研究；无形体侧重于病原体分离鉴定和流行特征的研究。同时，开展利用遗传地理时空模型预测H5N1禽流感病毒的传播及控制策略研究。

六、材料领域

1. 光电功能晶体的分子设计、微结构设计与制备科学的研究

发展与完善非线性光学晶体分子设计的理论体系，拓展深紫外非线性光学晶体的研究成果，在中远红外非线性光学晶体方面取得突破。发展与完善有序微结构晶体的理论体系，拓展微结构晶体中的功能集成，发展微结构工程学，并在新规律、新效应，新技术的应用方面有所突破。发展制备科学，开拓大尺寸大功率激光晶体、微-纳有序微结构晶体、超薄膜晶体制备的新理论、新方法、新工艺。

2. 钢铁材料的基础研究

针对建筑、汽车、核电等所需钢材的服役性能的不同需求，基于合金化、固态相变、力学性能与组织结构的稳定性的理论，建立钢铁科学与工程的体系，发展按需调控钢材组织与性能的理论、方法与工艺。为彻底变革作为CO₂污染源的基于碳还原的冶金工业，开展基于氢还原的冶金工艺学基础研究，研究氢还原反应动力学以及热量、质量、动量的传输，氢冶金反应器的设计理论、方法以及工艺，氢冶金工艺流程及新工艺的评价体系，低能耗、低成本、制氢工艺等。

3. 微生物冶金基础研究

在以铁氧化为特征的微生物冶金过程研究和实现了微生物浸矿行为由表现型向基因型转变的基础上，阐明硫氧化体系中浸矿行为与微生物群落和功能变化规律，将已有成果应用于不同类型及更低品位的矿物资源，进一步扩大生物冶金菌种资源，在高效菌种功能基因组学、铁硫体系微生物催化与氧化、多场耦合生物浸出机制等方面取得突破，形成我国低品位原生硫化矿的生物冶金技术原型。

4. 介观尺度材料特性与服役行为表征的基础研究

基于微电子元器件和微机电系统内介观材料性能变异的尺寸效应及其多场服役的特点，研究多层异质薄膜体系在典型服役过程中的失效机制，揭示材料在电/热/力多场耦合下的失效规律，阐明介观体系在多场作用下的输运、流变、相变的微观机制，提炼表征材组分结构、介观性能、服役行为的可量化参量，发展介观系统的原位表征、在线检测的新方法、新技术。

5. 聚合物基复合材料的多层次结构和性能研究

研究以有机聚合物为基通过纤维、颗粒复合的增强机制。研究复合材料体系中组分、相、结构、形态、表面/界面相对材料使用性能的影响，揭示其内在规律，并用于指导聚合物基复合材料的设计、合成、制备，获得高性能、低成本有重要应用前景的新型聚合物基复合材料，并解决复合材料加工中典型的瓶颈问题。

6. 高温合金材料的基础研究

 针对我国先进动力系统对关健部件所用高温结构材料的重大需求，重点开展高温合金材料的合金设计、合金元素的强化机制、超纯化冶金及微量元素控制，高温合金材料的凝固成形(定向凝固及单晶生长)和加工成形(加工形变与粉未治金)机理，复杂构件的制备与加工，冶金缺陷的形成机理与控制，服役条件下高温合金的损毁机制，高温氧化机理、高温防护涂层体系的建立及表征等研究。

7. 新型高容量储氢材料的关健基础科学问题的研究

研制具有高储氢密度、低操作温度、可控放氢的储氢材料。关注轻金属元素、轻金属基化合物与氢的相互作用和新型储氢材料的设计，轻金属基氢化物的结构测定及其在吸/放氢过程中结构的变化，低维储氢材料制备及其吸/放氢反应的热力学与动力学，微观结构调制和添加催化相对储氢材料储氢特性的影响，探索轻元素体系及非可逆储氢材料体系。

8. 新型医用金属材料的相关基础研究

研究生物相容性、力学相容性的优异的新型医用金属材料设计与制备，具有生物活性、医疗作用的材料表面改性及界面行为；发展生物可降解的新型医用金属材料，特别关注植入人体内的安全性。

七、综合交叉领域

1．科学与工程计算中若干基础科学问题

开展重大科学与工程计算中的建模、数值方法、软件实现和基于数值模拟的基础研究；解决国家重大社会、安全和经济问题的社会计算研究。

2．先进制造中的关键科学问题

针对空间、深海探索等重大工程和特殊装备需求，开展超常规材料与构件制造的原理、方法研究；为重大工程、装备制造技术、高速铁路等重大需求提供支撑的关键科学问题研究。

3．应对重大灾害、突发事件的关键科学问题

针对工业、矿山和深部工程的重大灾害和突发事故，为提高防御和应对的能力，开展关键性研究，提供相应的科学依据和技术基础。

4．城镇建设中的基础研究

开展西部山地城镇建设的生态、工程安全，环境与能耗控制的基础科学问题研究；城市地下工程和城市建筑群安全性的基础科学问题研究。

5．涉及飞行器的综合交叉基础研究

研究飞行器结构多功能的设计与关键科学问题；复杂条件下飞行器可视导航研究的新概念、新理论、新方法研究。

6．成像、观测的新理论、新方法研究

开展高分辨成像的新理论、新方法等研究；面向重大环境和安全问题的对天、对地观测的新理论、新方法研究。

7．节能减排及生物资源利用中若干基础科学问题

生物资源与生物质功能利用的新技术、新系统及高值化研究中的基础科学问题；清洁能源生产和环境治理中的新方法和新技术相关基础研究。

8．生命科学与人口健康重大交叉科学问题

成像、仿生等技术在生命科学和医学中应用的科学问题和技术基础研究。

八、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，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。如复杂装备产品设计数字化工具的数学力学和多场耦合的理论和方法的前沿研究 ，基于精密测量物理的科学前沿问题研究，离子和射线束与物质相互作用的微观机理研究，具有重要生理（生物）活性的天然有机产物的化学合成，我国季风-干旱环境耦合系统变化的动力学，海相烃源岩形成的地球生物学过程，生物膜动态变化的分子机理研究，生命科学研究中的新技术、新方法等。

九、蛋白质研究重大科学研究计划

1．免疫相关重要蛋白质的生物学研究

针对免疫识别、免疫应答与免疫耐受的主要科学问题，选择与感染、肿瘤或自身免疫相关的重要蛋白质，研究其功能的结构基础和调控机制，其中涉及的蛋白质识别和相互作用原理及其在发挥免疫功能过程中的意义。

2.重大疾病相关的蛋白质组研究

选择严重威胁我国人口健康的重大疾病，如恶性肿瘤、心脑血管疾病、肝脏疾病等，进行动态和比较蛋白质组研究。阐明重要功能蛋白质群（组）在相关过程中的变化规律及其病理学意义。

3．神经系统相关重要蛋白质的生物学研究

针对神经系统信息处理的主要科学问题，选择与信息感知、传导、存贮、回放以及可塑性调控等相关的重要蛋白质，研究其功能的结构基础和调控机制，蛋白质识别和相互作用的原理及其在神经信息处理功能过程中的意义。

4．细胞生长增殖过程中涉及的蛋白质群的功能、调控方式及作用机制研究

围绕细胞生长增殖过程中的蛋白质群的生物学功能、调控方式和作用机制开展研究。主要涉及遗传物质稳定性、细胞周期调控、信号转导等等。鼓励开展活体（细胞或整体）研究。

5．蛋白质研究的新技术和新方法

发展高时空分辨的在体蛋白质动态研究的新技术新方法。重点研究：蛋白质非标记定量和翻译后修饰鉴定、核酸适配体的蛋白质识别、蛋白质特异标记和荧光探针、细胞内分子过程的可视化、动态相互作用实时检测等的新技术和新方法。

6．内源性代谢产物对重要生理病理过程调控研究

综合应用代谢组学、基因组学、蛋白质组学、结构生物学等方法和技术，重点研究内源性代谢产物的代谢途径，内源性代谢产物与相关蛋白质相互作用机制，在重要生物调控网络中的作用途径及其机制，揭示其与重要生理病理过程的关系。

7.蛋白质组数据的挖掘及相关基因组的解读

围绕人类基因组的解读和注释，重点研究如何利用蛋白质组海量数据,发掘生物系统中存在的蛋白质群调控规律；挖掘人类蛋白质组表达谱的海量串联质谱数据，实现以多肽质谱数据为基础的蛋白质编码基因的可视化标识及人类基因组的系统解读。。

8．非编码RNA（non-coding RNA）相关蛋白的生物学功能研究

分离和鉴定调控重要细胞生物学功能的非编码RNA相关蛋白，研究这些蛋白在非编码RNA的转录、加工、成熟和运输中的作用，阐明蛋白质-非编码RNA的相互作用方式、动态时空关系、功能网络和调节机制，揭示蛋白质在非编码RNA参与细胞增殖、分化和机体发育中的调节作用以及与人类疾病发生的关系。

十、量子调控研究重大科学研究计划

1．基于囚禁离子、原子和分子系统的调控和精密检测

研究和发展囚禁和控制离子、原子和分子等量子体系的新方法、新技术及新应用。探索囚禁离子、原子和分子的内部量子态与外部环境的相互作用和耦合度的精密测量和调控的新方法。研究囚禁离子、原子和分子系统的量子动力学，验证开放量子系统模型。研究和发展精密光谱学的新方法和新原理，探索在新一代量子频标等方面的应用。

２．新型量子功能材料的研究

研究新型关联体系量子功能材料，推动关联体系理论的创新和有关应用技术的发展。研究关联系统的量子序和量子相变，探索赝能隙起源等关联体系的核心物理问题。建立光电子能谱和扫描探针显微谱等量子功能材料物性精密测量方法，发展关联系统新理论，指导新型量子功能材料的研发。

3．基于光场量子态的量子信息研究

用量子光学方法操控光场量子态，实现信息的编码、处理和传送。研制具有实用价值的纠缠态光源，实现纠缠纯化。通过光与原子介质(冷原子或EIT介质)相互作用实现量子信息存储，以多组分纠缠态光场为基础设计量子信息网络，探索通过玻色场模与单量子比特(原子或分子)相互作用发展量子信息处理的新方法。

4．固态系统中光与物质相互作用的量子调控研究

研究固态电磁介质中光子态与电子量子系统的强耦合相互作用及其控制原理、方法和技术。研究强耦合下的量子光学和非线性光学效应。开展单光子器件和量子光电器件等新器件的原理研究。

5．基于分子体系的量子调控研究(委托重点基地)

实现分子内部电子运动状态在时间、空间和能量域的精确测量和调控，研究分子激发态中多种量子态的竞争和电荷、能量转移，以及量子相干导致的态简并、耦合和纠缠，探索分子与分子聚集体能级和波函数调控的方法与规律及反应动力学，探索分子器件功能化机制，发展分子体系的量子调控理论方法，为未来信息技术提供科学基础。

6．低维自旋体系中的量子调控(委托重点基地)

研究低维体系中的自旋产生、传输、相互作用和自旋动力学，探索运用光、电、磁等手段对自旋的调控方法。研究单分子和单原子在低维体系中的相互作用,探索实现单自旋存储的可能途径。研究碳基材料中的自旋注入与输运行为，探索提高自旋注入与检测效率的新方法。研究铁磁/碳基材料、氧化物异质结构界面多重量子态、电荷的聚集和输运特性，探索在异质结构中电荷和自旋的调控方法。

十一、纳米研究重大科学研究计划

1．纳米材料与纳米技术在环境保护领域中的应用基础研究

重点研究用于水中污染物检测的纳米材料与技术，探索高效、高通量、智能检测表征系统的新原理、新方法；纳米材料与技术用于水中低浓度、高毒性、难降解污染物治理的新原理和新方法、发展相关的高效、无二次污染的关键治理技术。

2．纳米材料在能源领域中的应用基础研究

重点研究发展太阳能电池中的减反结构和广谱吸收技术等，大幅度提高硅基太阳能电池转换效率（大于50%）。

研究纳米催化剂中结构效应和限域效应的基础问题，以及在重要化学反应中的应用基础。

3．生物医学应用纳米功能材料、器件的基础研究

重点研究结合新型生物分子探针或特殊生物纳米结构的多功能纳米复合材料及相关器件，发展面向重大疾病与常见病的早期诊断、有效干预与康复治疗的材料和技术。基于纳米技术的高可靠性可植入、介入用医学器械。

4．纳米技术改善药物功效的关键科学问题

重点研究采用纳米材料与技术发展针对重大疾病与常见病的药物新剂型，改善其溶解性与成药性，提高生物利用度与疗效，或具有缓控释特性；探索纳米技术为基础的新剂型的检测与生物安全性等评定方法。

5．新型纳米加工技术研究 

重点研究高精度、大面积、可重复、低成本的新型纳米加工原理方法与关键技术；在功能材料上实现二维、三维功能性纳米结构、探索在纳米器件、高灵敏度传感器上的应用。

6.基于纳米材料、纳米结构的器件原理和应用基础研究

重点研究有关高密度、低功耗、非挥发存储器件及新型纳米光电探测器件关键性科学问题和技术，重点加强对纳米磁性自旋存储器、纳米半导体量子点存储器、相变存储器、光电探测器的规模制备实用化技术的研究。

探索基于新原理、新结构的纳米器件和关键科学问题。

7．新型纳米结构表征技术研究

重点研究高效、高分辨率、智能检测表征系统的新原理、新方法，利用新型光源发展原位、动态的纳米结构检测表征技术。基于新原理新技术的纳米测量、表征仪器和设备，发展纳米器件和材料中缺陷与界面结构的定量表征技术。

8．新型纳米材料与结构

重点研究有重大应用前景的纳米材料及纳米结构的可控制备与性能研究。新型纳米材料和纳米结构的性能及其纳米尺度效应研究。面向基础原材料性能升级的纳米结构与服役行为研究。

十二、发育与生殖研究重大科学研究计划

１．胚胎重要组织器官发育的调控

在分子、细胞、组织和个体水平上，重点研究重要胚胎器官（如肾、牙等）发育过程中的分子调控机制，探索相关发育关键因子及干细胞定向诱导分化在组织器官损伤中的再生修复作用。

２．胚胎发育的核小体重排和染色质重塑

以多学科交叉方法和手段，建立高通量全基因组核小体分布的技术平台，并利用模式动物和干细胞及诱导多能干细胞（iPS）， 重点研究胚胎发育过程中核小体重排及染色质重塑的机制。

３．生殖衰老与相关疾病的基础研究

以模式动物与人类疾病模型为素材，研究卵巢等生殖系统衰老的分子调节机制，重点研究卵巢衰老诱发的不孕不育以及子宫、乳腺和心血管等疾病的发生机理，为延缓卵巢衰老、防治相关重大疾病、寻找新的干预措施提供理论依据。

４．不育与致畸的模式生物比较研究

利用模式生物，采用比较基因组学、生物信息学等方法，研究不育、性分化障碍与胎儿致畸等人类疾病的发生机理，重点研究上述疾病的基因调节网络、基因修复和治疗途径，为临床预防和治疗不育与胎儿畸形提供理论基础。

5．基于诱导多能干细胞（iPS）技术的疾病模型与机理研究

重点研究疾病特异诱导多能干细胞(iPS)的建系新方法，利用病人特异诱导干细胞来研究重大疾病的致病机理，寻找相关的生物标记物与药物靶点，建立基于病人特异的细胞为材料的疾病模型与药物评价和筛选体系，探讨重大疾病的发生发展规律，为疾病的诊治提供新模型与工具。

6. 免疫器官发育分化的分子机理（委托重点研究基地）

应用模式动物及进化基因组学等技术手段，重点研究免疫器官（如胸腺等）发育、分化和衰老过程中的重要调控因子及其调节机理，为免疫系统发育相关疾病的防治提供重要理论基础与技术方法。

7. 干细胞向生殖细胞诱导分化的调控机制

基于胚胎与成体干细胞及诱导多能干细胞（iPS）等技术平台，研究多种哺乳动物干细胞向生殖细胞诱导分化的调控机制，探索生殖细胞减数分裂的调控原理，获得干细胞体外诱导产生的功能生殖细胞，并获得由诱导性配子产生的、可继续繁殖的后代动物。

8. 组织干细胞识别、鉴定与应用的基础研究

研究组织干细胞发育的多潜能性及分化调控机制，重点研究肝、乳腺等组织干细胞的分化启动关键因子、网络调控模型以及定向分化的遗传学和表观遗传学调控机理。建立组织干细胞分子指纹图谱和干细胞移植后在体迁移及功能示踪的技术体系，为干细胞移植及再生医学的应用奠定新的理论基础。

（来源：国家重点基础研究发展计划网）