基金委发布水圈微生物驱动地球元素循环项目指南

 
 
基金委发布水圈微生物驱动地球元素循环项目指南  
 

水圈微生物驱动地球元素循环的机制重大研究计划2019年度项目指南

水圈环境中生活着数量巨大、遗传与代谢方式多样的微生物，它们在地球元素循环中发挥着关键的驱动作用。但是，人们对不同水圈生境中微生物的物种类群、代谢方式及其与生境相关的调控、群落形成与结构、群落代谢的生态功能以及与环境互作和演化等机制所知有限。本重大研究计划拟选择典型水圈生境，通过生命科学、地球科学、化学科学、信息科学、应用数学等学科交叉，发展和运用保真采样、富集培养、原位监测、代谢分析、计算与仿真等新概念和新方法，在细胞、群落与宏观生境三个层次上揭示水圈微生物、包括关键难培养微生物驱动碳氮硫等元素生物地球化学循环的新机制，完善生命与地球环境相互作用与协同演化的理论；同时，为应对全球变化、保护水圈生态服务功能、合理利用自然资源提供科学依据，为推动国民经济与社会的可持续发展做出贡献。

一、科学目标

选择水圈生境，聚焦微生物参与的碳氮硫等元素生物地球化学循环过程，发现功能微生物（群）与环境之间相互作用的新类型，揭示元素循环与能量代谢新途径及其对生态与地质过程的贡献，阐明水圈微生物驱动碳氮硫等元素生物地球化学循环的机制。

二、核心科学问题

本重大研究计划的核心科学问题是水圈生境中微生物驱动地球元素循环的机制。拟解决的核心科学问题如下：

（一） 水圈微生物参与碳氮硫等元素生物地球化学循环的宏观机制与生态效应；

（二） 参与碳氮硫元素循环的水圈微生物群落形成及其与环境互作的机理；

（三） 水圈微生物物质与能量转换和代谢的新途径及新调控机制。

三、2019年度重点资助研究方向

本重大研究计划聚焦“水圈生境中微生物驱动地球元素循环的机制”这一核心科学问题，研究不同水圈生境微生物群落形成、代谢规律、生态功能及环境响应与反馈的机制，加深对水圈微生物在地球元素循环中作用的综合认知。2019年度重点资助方向如下：

（一）大洋重要微生物功能类群及其驱动碳氮硫循环的机制。

远离大陆架的广阔海域被称为大洋，大洋是海洋的主体，约占地球表面积的50%，在地球物质循环中起着重要作用。大洋深部多为低温、高压、终年黑暗环境，还存在热液口、冷泉等多种特殊环境，蕴含大量未知微生物。该方向包括但不限于以下方面：

1.参与大洋储碳、固氮、温室气体代谢等过程的重要功能微生物的群落形成及其与环境互作的机制；

2.海底极端环境（热液、冷泉、海底以下深部等）微生物多样性及其与环境的关系；

3.典型大洋生境关键功能微生物（群）的代谢新途径及新调控机制；

4.典型大洋生境微生物功能群的时空分布及对碳氮硫循环的驱动和调节机制。

（二）近海与河口微生物驱动碳氮硫循环的机制。

近海与河口是物质转化与能量流动最活跃的水圈环境之一，也是微生物与矿物交互作用形式最为多样的水圈环境。该方向包括但不限于以下方面：

1.近海与河口生境微生物群落形成以及与环境互作的机制；

2.近海与河口微生物驱动碳氮硫循环的机制及元素循环之间的耦合机制；

3.近海与河口微生物对碳氮循环（特别是碳源或碳汇）的调节机制，包括对低氧区形成和消亡的影响；

4.近海与河口透光层微生物能量代谢与碳氮硫等元素循环的新途径。

（三）微生物在流域水体（河流、湖泊、湿地等）碳氮硫循环中的驱动机制及生态效应。

河流、湖泊和湿地具有高度的环境异质性和微生物群落多样性，是碳氮转化的主要场所，固定的有机碳相当于海洋固碳总量的近40%。该方向包括但不限于以下方面：

1.微生物介导的碳氮硫生物地球化学过程及其耦合机制和生态效应；

2.典型河流、湖泊和湿地等生境微生物群落形成及其与环境互作的机制；

3.驱动流域碳氮硫转化与循环的微生物代谢新机制。

（四）陆地特殊水生生境微生物碳氮硫代谢的特点及环境适应机制。

热泉、盐湖、冰川、矿山酸性排水、岩溶地下水等均为陆地特殊生境，这些生境中的微生物具有独特的环境适应和生长代谢机制，蕴含着探索微生物代谢多样性发生和演化的线索。该方向包括但不限于以下方面：

1.陆地特殊水生生境中微生物群落形成及其与环境互作的机制；

2.关键功能微生物（群）特殊能量代谢以及驱动有机物合成与碳氮硫元素循环的分子机制。

四、项目遴选的基本原则

1.创新性：申请人应根据本重大研究计划的科学目标提出项目申请，申请书应明确提出创新性的科学假说，阐述拟研究科学问题的意义，研究成果应对认识微生物在碳氮硫地球化学循环中的作用有清晰的新贡献。

2.学科交叉：学科交叉是本重大研究计划的突出特点，本重大研究计划鼓励并优先支持体现实质性学科交叉（即同时具备研究内容和研究团队的交叉和融合）的项目申请。

3.新技术方法：本重大研究计划鼓励并优先支持通过研发和运用新技术方法开展水圈微生物研究的项目申请。

五、2019年度资助计划

2019年度拟资助培育项目20-25项, 资助期限为3年，直接费用资助强度约为80-100万元/项，优先支持探索性强、有望开拓新方向的研究申请，培育项目申请书中研究期限应填写为“2020年1月1日-2022年12月31日”；拟资助重点支持项目10-11项，资助期限为4年，直接费用资助强度约为250-350万元/项，优先支持有较好工作积累、有望取得重要突破的研究申请，重点支持项目申请书中研究期限应填写“2020年1月1日-2023年12月31日”。

六、申请要求及注意事项

（一）申请条件。

本重大研究计划项目申请人应当具备以下条件：

1.具有承担基础研究课题的经历；

2.具有高级专业技术职务（职称）。

在站博士后研究人员、正在攻读研究生学位以及无工作单位或者所在单位不是依托单位的人员不得作为申请人进行申请。

（二）限项申请规定。

1. 申请人同年只能申请1项重大研究计划项目（其中：重大研究计划项目中的集成项目和战略研究项目除外）；上一年度获得重大研究计划项目（不包括集成项目和战略研究项目）资助的项目负责人，本年度不得作为申请人申请重大研究计划项目。

2. 申请和承担项目总数的限制规定。

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