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主要农作物产量性状重大研究计划项目指南发布

发布日期:2014-04-12访问次数: 信息来源:国家自然科学基金委员会字号:[ ]

关于发布“主要农作物产量性状的遗传网络解析”重大研究计划2014年度项目指南的通告
 
国科金发计〔2014〕14号
 
根据国家自然科学基金“主要农作物产量性状的遗传网络解析”重大研究计划的总体工作安排,现公布本重大研究计划2014年度项目指南,请依托单位及申请人按要求提出项目申请。
 
国家自然科学基金委员会
 
2014年2月27日
 
附件
 
“主要农作物产量性状的遗传网络解析”重大研究计划2014年度项目指南
 
我国人口在未来20年仍将继续增长,对粮食的需求持续增加,要在现有产量水平上实现单产水平的进一步突破,必须对主要产量构成性状的复杂遗传网络进行解析,发现和利用产量相关的关键基因,挖掘作物产量遗传潜力,从而提出突破产量潜力的新的育种途径和方法。按照作物产量性状遗传改良的实践,实现产量潜力的突破必须在保证粒重的同时,在株型上有新的突破,即通过改良穗部形态和分蘖性状等,提高品种的田间种植密度和每穗粒数,进而促进光能利用率,增加作物产量。因此,株型发育和籽粒形成是当前及未来作物高产育种的关键性状,而遗传调控网络的解析是这些性状改良的重要基础。
 
本重大研究计划拟以玉米、水稻为研究对象,围绕控制产量性状的遗传网络机制的解析,综合应用生物学、农学及信息学多学科交叉的手段,集中深入地探讨(1)株型发育(分蘖、株高、茎叶夹角、穗型)和(2)籽粒形成(花/穗建成、胚胎和籽粒发育、籽粒灌浆速率)这两个密切相关的影响作物产量性状的重要生物学过程的遗传及生理生化调控机理,并进一步通过分析籽粒形成和株型发育过程中不同阶段生物学过程之间的互作关系,阐明影响作物产量性状的遗传调控网络。在此基础上,开展高产育种的分子设计理论研究,为我国玉米、水稻等主要农作物高产育种提供理论支撑。
 
一、科学目标
 
针对我国粮食安全的重大需求和生命科学的前沿领域,解析玉米、水稻株型发育(分蘖、株高、茎叶夹角、穗型)和籽粒形成(花/穗建成、胚胎和籽粒发育、籽粒灌浆速率)这两个影响作物产量性状且密切相关的重要生物学过程的分子遗传及生理生化调控网络,为我国主要农作物高产品种培育提供理论支撑。
 
二、核心科学问题
 
系统解析玉米、水稻重要产量性状(株型发育和籽粒形成)的多基因遗传调控网络,分析并阐明影响产量性状的主要遗传位点和这些遗传位点之间的基因互作调控规律,为作物高产育种的分子设计提供理论基础。
 
三、2014年度重点资助领域和研究方向
 
(一)水稻、玉米株型发育和籽粒形成关键基因的生物学功能分析。
 
农作物重要产量性状关键基因的功能分析是解析遗传网络以及开展高产分子设计育种的基础。株型发育(分蘖、株高、茎叶夹角、穗型)和籽粒形成(花/穗建成、胚胎和籽粒发育、籽粒灌浆速率)是决定穗数、穗粒数和粒重的关键生物学过程,也是作物超高产育种的重要目标性状。本研究方向将在国内外已有产量性状相关基因/QTL研究基础上,以株型发育和籽粒形成等重要产量性状为主要目标,采用关联分析和比较基因组学等方法,鉴定出玉米和水稻作物决定这些产量性状的关键基因及QTL,利用正向和反向遗传学方法并结合生物化学和细胞生物学方法对它们进行功能分析,并明确其分子调控机理和生物学功能。
 
(二)水稻、玉米株型发育、籽粒形成的遗传调控网络。
 
采用全基因组关联分析等技术方法,阐明多基因位点对单一性状作用的遗传机制;同时,将以已克隆的花/穗发育基因和籽粒发育关键基因为基础,鉴定出与这些基因在群体材料中的等位变异和基因互作的上下游基因,建立以多基因互作为目标的复杂模型和有效算法,分别建立花/穗建成的遗传调控网络和籽粒发育的遗传调控网络。采用生物学、计算生物学、统计学和信息学相结合的手段,并充分借鉴拟南芥等模式植物和主要农作物已取得的相关成果,鉴定出与这些基因互作的上下游基因,建立分蘖发生的遗传调控网络。将针对玉米、水稻株高发育的生物学过程,以已经鉴定出的关键基因为重点,解析调控株高发育的遗传调控网络。最终建立并完善调控花穗形成和籽粒发育、分蘖和株高控制的遗传网络模型。
 
(三)水稻、玉米株型发育与籽粒形成之间的遗传互作调控网络。
 
作物产量由株型发育和籽粒形成等多种农艺性状综合决定,在分别阐明株型发育和籽粒形成的多基因调控遗传机制的基础上,分析研究株型和籽粒两大产量相关性状之间存在的复杂相互作用,以阐明彼此间错综复杂的网络调控机制。本研究方向将在前两个研究方向基础上,发展和完善模型的有效算法,采用生物信息学、基因组学、分子生物学等综合研究手段,探讨株型发育和籽粒形成这两个重要产量性状之间的互作关系,建立株型发育和籽粒形成间互作的遗传网络调控模型。
 
(四)水稻、玉米高产育种的分子设计理论。
 
利用控制籽粒形成、株型发育和育性相关QTL/基因的信息以及主要农作物产量性状的遗传网络研究成果,模拟预测各种可能基因型的表现型,筛选符合作物高产育种目标的最佳基因型。根据目标基因型的遗传构成筛选可以产生目标基因型的育种亲本或染色体片段置换系,利用目标QTL/基因紧密连锁的分子标记,模拟各种可能的杂交和选择方案,确立最佳育种方案。同时,利用多基因聚合育种技术,将控制籽粒形成、株型发育和育性的优异等位基因/位点进行组装,分析其遗传及互作效应,提出并部分验证高产育种的分子设计理论。
 
四、2014年度资助计划
 
本重大研究计划2014年度计划资助经费约4500万元,拟资助“培育项目”约18项,“重点支持项目”约9项。
 
对有较好的创新研究思路或较好的前期结果、但尚需一段时间探索研究的申请项目将以培育项目方式予以资助,资助期限为3年,平均资助强度为100万元/项;对有较好研究基础和积累,有明确的重要科学问题需要进一步深入系统研究的申请项目将以重点支持项目的方式予以资助,资助期限为3年,平均资助强度为300万元/项。
 
五、申报要求及注意事项
 
(一)申请条件。
 
本重大研究计划培育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);
 
正在博士后流动站或工作站内从事研究、正在攻读研究生学位以及《国家自然科学基金条例》第十条第二款所列的具有博士学位或者有2名与其研究领域相同、具有高级专业技术职务(职称)科技人员推荐的科学技术人员均不得申请。
 
(二)限项规定。
 
1. 具有高级专业技术职务(职称)的人员,申请或参与申请本次发布的重大研究计划项目与正在承担(包括负责人和主要参与者)以下类型项目合计限为3项:面上项目、重点项目、重大项目、重大研究计划项目(不包括集成项目和指导专家组调研项目)、联合基金项目(指同一名称联合基金项目)、青年科学基金项目、地区科学基金项目、优秀青年科学基金项目、国家杰出青年科学基金项目(申请时不限项)、国际(地区)合作研究项目(特殊说明的除外)、科学仪器基础研究专款项目、国家重大科研仪器设备研制专项项目、国家重大科研仪器研制项目、优秀国家重点实验室研究专项项目,以及资助期限超过1年的委主任基金项目和科学部主任基金项目等。
 
已达到3项的,不得申请或参与申请本次发布的重大研究计划项目。
 
处于评审阶段(自然科学基金委做出资助与否决定之前)的申请,计入本限项申请规定范围之内。
 
2. 申请人(不含参与者)同年只能申请1项重大研究计划项目。上一年度获得重大研究计划项目资助的项目负责人(不包括集成项目和指导专家组调研项目),本年度不得再申请该重大研究计划项目。
 
(三)申请注意事项。
 
1. 申请人在填报申请书前,应当认真阅读本项目指南,不符合项目指南的申请项目不予受理。
 
2. 本重大研究计划2014年度只接收培育项目和重点支持项目。
 
3. 根据项目指南公布的拟资助研究方向,申请人可自行拟定项目名称、科学目标、研究内容、技术路线和相应的研究经费等。
 
申请书的报告正文应当按照重大研究计划正文提纲撰写。如果申请人已经承担与本研究计划相关的国家其他科技计划项目,应当在报告正文的“研究基础”部分论述申请项目与其他相关项目的区别与联系。
 
本重大研究计划旨在将相关领域研究进行战略性的方向引导和优势整合,成为一个协调的综合“项目群”。申请书须具有明确的关键科学问题,并应论述与项目指南最接近的科学问题的关系,以及对解决核心科学问题和实现项目总体目标的贡献。
 
4. 申请书中的研究期限应填写“2015年1月-2017年12月”, 培育项目和重点支持项目的合作研究单位不得超过2个。
 
5. 为实现重大研究计划总体科学目标和多学科集成,获得资助的项目负责人应承诺遵守相关数据和资料管理与共享的规定。
 
6. 本重大研究计划采用在线撰写申请书方式,对申请人具体要求如下:
 
(1) 申请人向依托单位索取用户名和密码,登录ISIS系统,申请书中的资助类别选择“重大研究计划”,亚类说明选择“培育项目”或“重点支持项目”,附注说明选择“主要农作物产量性状的遗传网络解析”,根据申请的具体研究内容选择相应的申请代码。以上选择不准确或未选择的项目申请将不予受理。
 
(2)申请人完成申请书撰写后,在线提交电子申请书,下载并打印最终PDF版本申请书,向依托单位提交签字后的纸质申请书原件。
 
(3)申请人应保证纸质申请书与电子版内容一致。
 
7. 本重大研究计划申请报送日期为2014年3月31至4月4日16时。由项目材料接收工作组负责接收申请书(联系电话:010-62328591)。
 
8. 依托单位应对本单位申请人所提交申请材料的真实性和完整性进行审核,并在规定时间内将申请材料报送自然科学基金委。具体要求如下:
 
(1)依托单位应在自然科学基金委规定的项目申请截止日(4月4日16时)前提交本单位电子申请书,并统一报送经单位签字盖章后的纸质申请书原件(一式一份)及要求报送的纸质附件材料。
 
(2)依托单位报送纸质申请材料时,还应包括本单位公函和申请项目清单。材料不完整不予接收。
 
(3)依托单位提交电子申请书时,应通过ISIS系统对申请书逐项确认。
 
(4)依托单位可将纸质申请书直接报送或邮寄至北京市海淀区双清路83号国家自然科学基金委项目材料接收工作组(行政楼101房间,邮编100085)。采用邮寄方式的,请在项目申请截止日期前(以发信邮戳日期为准)以速递方式邮寄,并在信封左下角注明“重大研究计划项目申请材料”。请勿使用邮政包裹,以免延误申请。
 
国家自然科学基金委员会办公室 2014年2月28日印发
 
 
 
 
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