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中国科学院战略性先导科技专项(B类)“植物特化性状形成及定向发育调控”研究任务招标指南

中国科学院战略性先导科技专项“植物特化性状形成及定向发育调控”(B类,以下简称“专项”)已获批立项,即将进入实施阶段(2018-2022)。 

专项围绕“植物特化性状形成及定向发育调控”这一核心需求,从“植物性状形成的遗传基础及进化规律”、“植物特化性状形成的物质与能量代谢基础”、“植物可塑性发育的分子调控机制”和“植物性状形成的环境塑造机制”等四个主要研究方向展开,系统阐释自然选择和人工选择压力下植物特化性状形成的遗传和代谢调控规律,破解植物固定、分配物质和能量的奥秘,为作物育种和品种改良提供理论支撑,为绿色、生态和可持续的农业实践提供理论基础和模型。

依据中国科学院战略性先导科技专项管理规定,围绕专项目标,采用顶层设计,通过重点任务委托和自由招标相结合的方式组织专项研究任务实施和团队建设。
 
一、申报范围及研究内容
按照专项总体实施方案框架和中国科学院先导专项管理规定,本专项设置“植物性状形成的遗传基础及进化规律”、“植物特化性状形成的物质与能量代谢基础”、“植物可塑性发育的分子调控机制”和“植物性状形成的环境塑造机制”四个项目,每个项目下设若干重点方向。此次申请在所属重点方向下按任务申报,同一研究内容不能在专项不同的项目重复申报。

项目一:植物性状形成的遗传基础及进化规律
植物多样性及不同植物复杂性状的形成归根结底是由基因组结构及特征决定的。本项目旨在揭示植物复杂性状的遗传调控机制,阐明杂种优势的遗传机制和分子基础,创新杂种优势机理的理论和育种技术。拟设立以下3个重点方向:
(1)植物产量相关复杂性状形成的遗传调控网络
系统挖掘鉴定出植物/作物高产、稳产以及营养高效等产量复杂性状的调控QTL/基因,开展生物学功能与作用机理研究;在明确相关复杂性状相关QTL/基因功能的基础上,鉴定相关基因的互作因子及功能,阐明作物产量相关复杂性状的遗传基础和互作规律及调控网络,指导高产、稳产以及营养高效作物的分子设计育种。
(2)植物品质相关复杂性状形成的遗传调控网络
系统分离鉴定作物食用部分有机营养含量、无机营养含量、外观以及食用性等品质复杂性状的调控QTL/基因,开展生理生化功能及作用机制研究;在明确相关复杂性状相关QTL/基因功能的基础上,鉴定相关基因的互作因子及作用通路,阐明作物品质相关复杂性状的遗传基础和互作规律及调控网络,为利用分子设计技术培育绿色安全、优质营养、色味俱佳粮食作物提供理论指导。
(3)植物杂种优势和物种形成的遗传学基础
阐明杂种优势的遗传机制和分子基础,创新杂种优势机理的理论和育种技术,揭示不同物种的进化地位与进化特征、植物适应不同生态环境的分子机制,阐明作物驯化过程的遗传机制及选择的基因。

项目二:植物特化性状形成的物质与能量代谢基础
物质与能量的分配直接决定了植物性状的分化和形成。通过阐明物质代谢、运输和再分配的调控网络,将有望实现物质的定向分配和目标产物的定向合成。拟设立以下2个重点方向:
(1)碳矿耦合及物质分配调控机制
阐释矿物质及光合产物等的运输和分配,揭示碳矿代谢偶联及解耦联的基本原理;揭示光合代谢、光反应及C4花环结构的调控机制,阐明光合色素蛋白复合体高效传能的结构基础,阐明非光化学耗散动态调控的分子机理;建立植物整体碳矿互作系统模型及碳矿比改造理论体系,阐明碳矿耦合理论,实现矿质元素、光能等资源的高效和绿色利用。
(2)植物天然产物的代谢途径解析与定向合成
解析植物重要次生代谢产物的代谢途径及调控机理,改善活性代谢物的合成效率、底物或产物的专一性和多样性,实现目标产物的高效、定向生物合成。

项目三:植物可塑性发育的分子调控机制
植物特化性状的发育过程具有极强的可塑性。植物的可塑性首先体现在植物细胞具有全能性,植物细胞全能性是实现植物再生和植物组织培养的理论基础,植物可塑性的另一个表现形式是植物发育的环境适应性,这是农作物驯化的分子基础。拟设立以下3个重点方向:
(1)植物干细胞和器官发生
阐明植物茎尖/根尖分生组织维持的分子机理,揭示激素协同控制干细胞龛稳态的分子网络。研究植物侧生器官发生和形态建成的分子机制,阐明植物时序性发育的分子机理。
(2)植物细胞全能性
绘制植物愈伤组织发生、根和芽从头再生及体细胞再生的细胞学框架,整合环境信号和植物再生的关系,解析决定植物细胞全能性的关键信号和因子,实现植物细胞的定向分化。
(3)植物发育的可塑性
解析环境信号(光和温度)协同调控植物生长发育可塑性的机制。  项目四:植物性状形成的环境塑造机制
植物特化性状形成经受各种生物和非生物逆境影响,研究植物对逆境的感受、识别、响应以及抗性和适应机制对于精准调控植物的抗逆和提高作物的产量和品质具有重要理论和实际应用意义。本项目拟设立以下2个重点方向:
(1)植物抵抗非生物逆境的感受及响应机制
解析植物对高温、高光、低温、干旱、高盐、铝毒等非生物逆境因子的感受、响应及信号转导机制,植物细胞器或亚细胞组分对非生物逆境因子的感受及信号转导机制,植物对逆境胁迫记忆的遗传与表观遗传基础。
(2)植物对生物因子的识别及响应机制
解析植物免疫信号新途径及其与共生微生物识别和分子互作,作物广谱抗病分子机制,植物对主要害虫防御新机制。

二、申报要求
1.专项任务申请单位为中国科学院院属研究单位。相关单位应在对申请书内容和申请人资格进行严格审核的基础上,择优推荐上报。
2.申请人为我院所属单位全职在岗研究员,主要从事与专项相关的研究并具有较好研究基础,要求保证4/5以上时间用于本先导项目研究工作,申请此专项任务的人员不得同时承担其他在研先导专项任务。
3.申报内容符合指南申报方向和研究内容。
  
三、申请书撰写说明
1.按照附件中的申请书格式撰写,要求文字精炼,数据真实、可靠。
2.申请材料双面打印并左侧平装装订成册,同时附上电子版。
3.申请材料应有申请人和申请单位法定代表人签字并加盖单位公章。
  
四、申报受理与遴选
1.申请书纸质版由申报单位科技处分类汇总、审核并加盖本单位公章后,一式1份,连同申请项目汇总表纸质版1份,于2018年9月14日前寄送至上海植物生理生态所,同时请各申请单位将申请书与汇总表电子版发送至联系人电子邮箱。逾期不予受理。
2.申请受理后将进行形式审查,如申请内容不符合指南或有违反有关规定(如不能包含涉密内容)等情况的,不予受理。
3.通过形式审查的申请书将由专项组织专家进行书面评审,并根据书面评审结果组织遴选答辩,会议答辩时间另行通知。
4. 各项目资助强度将根据会议评审结果确定。

五、联系方式
1.邮寄地址:
上海市徐汇区枫林路300号上海植生所1号楼204室科研管理处
邮编:200032
2.联系人: 王江,021-54924009,jiangwang@sibs.ac.cn


附件:
附件1:中国科学院“植物特化性状形成及定向发育调控”战略性先导科技专项研究任务申请书.docx
附件2:承担单位申请任务汇总表.xlsx

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