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“微进化过程的多基因作用机制”重大研究计划2015年度项目指南

日期 2015-08-19   来源:   作者:  【 】   【打印】   【关闭

  生物进化的研究体现在两个层次上:宏进化(macroevolution)和微进化(microevolution)。宏进化研究侧重于观察大的时间尺度下的生物性状变异(不在本重大研究计划资助范围之内);而微进化指的是种内或近缘物种之间的进化,是生物变异的源头和适应环境的基础。本重大研究计划旨在通过分析微进化过程中表型变异的生物在基因组水平上的变异,发现与表型变异相关的关键遗传改变,并揭示进化的作用力,从而阐明复杂表型变异的多基因作用机制,使进化理论奠定在更坚实的遗传学基础上,推动进化理论的进一步发展与完善。

  一、科学目标

  运用基因组学及多学科交叉的综合手段,通过研究微进化中适应环境变化的生物体系,揭示基因组在序列、结构、表观遗传修饰、转录水平上的变异以及影响表型进化的作用机理,阐明多基因之间的相互作用与网络调控的分子机制及其进化意义。

  二、核心科学问题

  以生物应对极端环境、家养环境和细胞水平的适应性变异等为研究体系,分析在快速进化过程中基因组的变异,阐明有多少关键基因在微进化过程中起作用,它们是一些什么样的基因,它们本身是如何进化的,它们之间的相互作用如何,它们在调控网络里主要处于哪些位置等问题。从而解析微进化过程中多基因作用机制,揭示“生物是如何在基因组水平上通过基因突变与多基因交互作用,改变表型或其它性状以适应环境变化”。

  三、2015年度重点资助研究方向

  2015年度本重大研究计划将进一步体现“集中目标和重点突破”,着重资助在下述四个集成方向上前期有重要进展、创新性强,具有国际领先潜力的前沿研究项目。

  (一)微进化机制的基本理论与法则。

  适用于不同环境的微进化机制的基本法则,有待深入研究及阐述。例如,1.基因组内部的驱动力,如突变率、重组率、基因剂量及基因组倍性改变,新基因产生等的进化规律及其对基因组和表型变异的作用;2.进化的力量,包括物种水平作用,如性选择、迁徙性和领地性等,及它们对于种群分化、变异、和物种形成的影响;3. 外在力量,包括自然选择的理论与验证;4.进化的数学理论,如溯祖理论等,在不同群体模型下的理论构架和异同;5.围绕4个微进化研究方向所需要的生物信息学和计算生物学新方法。

  (二)人工和极端环境的适应。

  极端环境是指近缘物种或同一物种的生境中具有极高或极低的温度、纬度、海拔、盐度等物理特征的环境。极端环境与新环境的区别在于,物种已经在一定的时间内产生了对极端环境的适应性。本研究方向要求通过全基因组水平的比较研究,定位和克隆与极端环境适应相关的关键基因,以揭示生物适应极端环境的分子机制。

  家养动植物是在短短的一万多年内,通过人工选择的作用,从野生祖先驯化而来的。人工选择的特点是强度高、方向明确。本研究方向要求通过比较家养动植物与其野生近缘物种群体的全基因组水平上的差异,探讨人工选择下基因组变异的规律,鉴别出重要的适应性基因,揭示人工选择下家养动植物适应人工环境的遗传机制。本方向集中支持驯化历程相对清晰、有望对进化理论做出崭新贡献的研究系统。研究内容应着眼于了解选择压力推动微进化的分子机制,而不是农业经济性状的改良。

  (三)群体交融和适应性进化。

  在较短的时间尺度里,群体间或近缘种间的基因交流是物种获得并维持遗传多样性的重要途径,既有的遗传变异通过群体交融达到重新组合成为复杂性状的演化和适应性进化的重要机制。本研究方向优先支持群体交融和基因交流相对清晰的研究系统,要求通过全基因组水平的比较研究,鉴别群体交融过程中的重要适应性基因,揭示基因交流在维持遗传多样性和促进环境适应的分子机制。

  (四)细胞水平的适应和变异。

  生物进化理论也可以应用到细胞水平,细胞功能丧失及非正常增殖都涉及到体细胞突变的积累和适应。本研究方向要求利用群体遗传学、进化生物学及系统生物学的研究方法,研究体细胞突变及表观遗传修饰的动态过程及其特征,了解突变积累、选择作用与细胞非正常增殖的规律,鉴别与细胞迅速增殖相关的致变突变,并阐明其在微进化过程中的适合度。细胞内部转录调控的系统生物学也可用进化理论来阐明。

  四、2015年度资助计划

  2015年度计划资助“直接费用”2000万元,拟资助“集成项目”6-7项,直接费用的平均资助强度285万元/项,资助期限为3年,申请书中研究期限应填写“2016年1月1日-2018年12月31日”。申请人只填写“直接费用”预算,“间接费用”及总经费由系统自动生成。

  五、申报要求及注意事项

  (一)申请条件。

  本重大研究计划集成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);

  3.主要为本重大研究计划2015年底前结题项目(包括培育、重点支持项目)的主持人,要求所承担项目取得了突出进展、且所提研究方向与此次集成方向一致;

  4. 将对前期没有承担过本重大研究计划项目,但在集成方向的某一方面有良好的研究基础,有望取得突破性进展的优秀申请给予集成项目资助;

  5. 正在博士后流动站或者工作站内从事研究以及正在攻读研究生学位的科学技术人员不得申请。

  (二)限项规定。

  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集成项目不限项。

  (三)申请注意事项。

  1.申请书报送日期为2015年9月21日至25日16时。

  2.本重大研究计划项目申请书采用在线方式撰写。对申请人具体要求如下:

  (1)申请人在填报申请书前,应当认真阅读本项目指南和《2015年度国家自然科学基金项目指南》中申请须知的相关内容,不符合项目指南和相关要求的申请项目不予受理。

  (2)本重大研究计划旨在紧密围绕核心科学问题,将对多学科相关研究进行战略性的方向引导和优势整合,成为一个项目集群。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。

  (3)申请人登录科学基金网络信息系统(以下简称ISIS系统,没有系统账号的申请人请向依托单位基金管理联系人申请开户),按照撰写提纲及相关要求撰写申请书。

  (4)申请书中的资助类别选择“重大研究计划”,亚类说明选择“集成项目”,附注说明选择“微进化过程的多基因作用机制”。以上选择不准确或未选择的项目申请将不予受理

  (5)申请人应当按照重大研究计划申请书的撰写提纲撰写申请书,应突出有限目标和重点突破,明确对实现研究计划总体目标和解决核心科学问题的贡献。

  如果申请人已经承担与本重大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。

  撰写申请书应注意如下几个方面:

  ①申请书正文开始应需说明本项目所属的集成方向;

  ②在集成方向相关领域近期取得的主要进展;

  ③拟开展的与集成方向相关的研究内容;

  ④项目的合作研究单位不得超过2个;

  ⑤申请代码可根据具体的研究内容选择相应学科的申请代码。

  (6)申请人完成申请书撰写后,在线提交电子申请书及附件材料,下载打印最终PDF版本申请书,向依托单位提交签字后的纸质申请书原件。

  (7)申请人应当保证纸质申请书与电子版内容一致。

  3.依托单位应当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国家自然科学基金委员会。具体要求如下:

  (1)应在规定的项目申请截止日期(2015年9月25日16时)前提交本单位电子申请书及附件材料,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)提交电子申请材料时,应当通过ISIS系统逐项确认。

  (3)报送纸质申请材料时,还应当包括本单位公函和申请项目清单,材料不完整不予接收。

  (4)可将纸质申请材料直接送达或者邮寄至国家自然科学基金委员会项目材料接收工作组。采用邮寄方式的,请在项目申请截止时间前(以发信邮戳日期为准)以快递方式邮寄,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。

  4.申请书由国家自然科学基金委员会项目材料接收工作组负责接收,生命科学部负责受理及后续工作。

  通讯地址:北京市海淀区双清路83号国家自然科学基金委员会项目材料接收工作组(行政楼101房间)

  邮  编:100085

  联系电话:010-62328591

  (四)其他注意事项。

  1.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当承诺遵守相关数据和资料管理与共享的规定,项目执行过程中须关注与本计划其他项目之间的相互支撑关系。

  2.为加强项目的学术交流,促进项目群的形成和多学科交叉与集成,本重大研究计划每年将举办一次资助项目的年度学术交流会,不定期地组织相关领域的学术研讨会。获资助项目负责人有义务参加本重大研究计划指导专家组和管理工作组所组织的上述学术交流活动。

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