項目申報國家自然科學基金-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2023年度項目申報

　　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2023年度項目指南的通告

　　國家自然科學基金委員會現發布水圈微生物驅動地球元素循環的機制重大研究計劃2023年度項目指南，請申請人及依托單位按項目指南所述要求和注意事項申請。

　　國家自然科學基金委員會

　　2023年5月23日

　　水圈微生物驅動地球元素循環的機制重大研究計劃2023年度項目指南

　　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調控者。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微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群落形成和演替的規律以及與環境互作的機理，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響應，擬解決以下核心科學問題：

　　(一)水圈微生物驅動碳氮硫等元素循環及溫冷室氣體排放的微觀機制與宏觀生態效應。

　　(二)碳氮硫元素循環的水圈微生物群落形成和演替及其與環境互作的機理。

　　(三)水圈微生物能量獲取與物質代謝的新途徑及新調控機制。

　　三、2023年度資助研究方向

　　本年度以“集成項目”的形式開展資助工作。圍繞上述核心科學問題，進一步聚焦代表性水圈生境，開展跨生境、多層次、多尺度的研究，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碳源匯機制的整體認知水平，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。

　　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。

　　(一)深海微生物的演替與演化。

　　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，選定若干深海/海溝生境，利用深海/海溝原位長周期監測和采樣裝備，引入時間序列變化指征，揭示深海微生物群落和活性功能在晝夜、季度等尺度的演替特征，并探討其與長周期演化的關系;探明在深海高壓下微生物群落及其驅動的碳氮硫元素循環隨時間變化的周期和趨勢;明晰微生物群落演替和演化過程與深海高壓的關系。

　　(二)內陸水體與海陸交匯帶微生物驅動碳氮循環的機制。

　　匯聚并整合分析代表性內陸水體和海陸交匯關鍵帶等水圈生境微生物系統調查及相關實驗數據，揭示水圈多生境微生物群落結構和功能基因的分布規律和形成機制，對比分析不同水圈生境微生物驅動碳氮循環的關鍵過程，并探明這些過程對環境變化的響應與反饋機理，提升對水圈微生物群落分布規律、驅動碳氮循環機制的認知。

　　(三)水圈微生物驅動碳氮硫循環的代謝新機制。

　　揭示典型水圈微生物感受環境碳氮硫水平并調控自身代謝的新機制;解析水圈生境中微生物協同促進碳氮硫循環的代謝耦合關系與機理;闡明水圈微生物非傳統能量利用的機制與生態學效應。

　　(四)水圈碳氮硫循環中重要難培養微生物的分離培養和生理生態功能。

　　在前期研究獲得水圈微生物碳氮硫代謝重要新類群富集培養物的基礎上，采用創新思路和方法，力爭獲得純培養物或穩定的富集培養物，解析新發現微生物類群的代謝途徑及調控規律，提高對水圈碳氮硫循環中重要微生物及其生態功能的認識，探索水圈微生物在“雙碳”生物技術創新中的應用。

　　(五)水圈微生物病毒及其與宿主相互作用。

　　在前期研究已獲得水圈微生物重要新病毒或建立病毒創新研究方法的基礎上，分離水圈重要微生物病毒新類群并建立病毒-宿主研究系統，揭示病毒的生物學特征、與宿主的互作機制以及生態功能;解析特定水圈環境微生物病毒的多樣性、對宿主群落結構的調控及其機理，探討病毒在水圈碳氮硫循環中的作用及其環境應答。

　　四、2023年度資助計劃

　　擬資助集成項目5項，直接費用資助強度為250-350萬元/項。資助期限為1年，申請書中研究期限應填寫為“2024年1月1日-2024年12月31日”。

　　五、申報要求及注意事項

　　(一)申請條件。

　　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負責人進行申請。

　　(二)限項規定。

　　執行《2023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。

　　(三)申請注意事項。

　　申請人和依托單位應當認真閱讀并執行本項目指南、《2023年度國家自然科學基金項目指南》和《關于2023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2023年6月25日-6月29日16時。

　　(1)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。

　　(2)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核心科學問題和項目指南公布的集成研究方向，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。

　　(3)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。

　　(4)申請人在申請書“立項依據與研究內容”部分，應當首先說明項目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2023年6月29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6月30日16時前在線提交本單位項目申請清單。

　　3. 其他注意事項。

　　(1)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。

　　(2)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一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。