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日前，国家自然科学基金委员会公布“十二五”期间第二批22个重大项目指南和申请注意事项通告，邀请符合条件的研究人员参与申请。
重大项目面向国家经济、社会可持续发展和科技发展的重大需求，采取统一规划、分批立项的方式，根据国家自然科学基金优先发展领域，在深入研讨和广泛征求科学家意见的基础上提出重大项目立项领域。侧重支持在科学基金长期资助基础上产生的“生长点”，期望通过较高强度的支持，在解决关键科学问题方面取得较大突破。
该重大项目申请人应当具有承担基础研究课题的经历，具有高级专业技术职务（职称）。正在博士后工作站内从事研究、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科学技术人员不得作为申请人（即项目主持人和课题负责人）进行申请。
本批重大项目限项总数合计限为3项，已经达到3项的，不得申请或参与申请本批重大项目。处于评审阶段（基金委作出资助与否决定之前）的申请，计入以上3项数量限制范围。申请人（不含参与者）同年只能申请1项重大项目。
“十二五”期间重大项目只受理整体申请，申请者要分别撰写项目申请书和课题申请书，不受理针对某个项目指南的部分研究内容或一个课题的申请。
每个项目课题设置不超过5个，每个课题一般由1个单位承担，最多不超过2个，项目承担单位数合计不超过5个（部分重大项目的课题设置和承担单位数有具体要求，以相关重大项目指南为准）；项目主持人必须是其中1个课题的负责人。
本次公布的22个重大项目申请报送日期为2012年7月9日至13日。申请书由国家自然科学基金委员会集中接收组负责接收。
本批重大项目采用在线撰写申请书方式，申请人需向依托单位索取用户名和密码，登录ISIS系统，申请书的资助类别选择“重大项目”，亚类说明选择“项目申请书”或“课题申请书”，附注说明选择相关的重大项目名称。以上选择不准确或未选择的申请不予受理。（柯伟）
附件：1.“基于流线场共轭映射的复杂曲面高精度数控加工新方法”重大项目指南
2.“大型可展开空间结构的非线性动力学建模、分析与控制”重大项目指南
3.“水科学若干关键基础问题研究”重大项目指南
4.“分子固体中的极化效应与调控”重大项目指南
5.“具有重要药用价值的多环天然产物高效合成”重大项目指南
多环天然产物是一类具有高度结构多样性的分子，其化学性质独特、生物学功能丰富，大多具有重要的药用价值。高效的多环天然产物化学合成是有机化学的重要研究内容之一，涉及有机分子化学键的定向连接、化学反应的选择性控制、非酶合成的设计运用以及合成方法与合成策略的高效集成等科学问题。研究多环天然产物的高效合成不仅是推动有机化学理论与方法发展的重要动力，也是药物创新的基础和源泉，为解决药用资源稀缺、生态环境保护提供了科学途径，同时还促进了生物、材料、能源、环境、农业等其它相关学科的交叉与发展。
本项目以一些具有重要药用价值的多环天然产物为研究对象，针对一些复杂的、具有挑战性的关键结构，建立高效的合成策略与合成方法，为具有重要生物学意义的天然产物分子的高效化学合成提供新思路，以期进一步提高我国基础有机化学的研究水平，为提升我国在该领域的国际地位和影响做出贡献。
一、科学目标
本项目将以“多环天然产物高效合成”为目标，集成国内在该研究领域的优势力量，面向学科前沿，开展导向多环天然产物合成中“季碳构筑、手性控制、环系构建、仿生合成”的新反应（方法）、试剂和催化体系研究，使之能够发展成为具有重要影响力和显示度的有机人名反应和试剂；在此基础上，科学集成这些有机合成的新方法与新策略，设计、完成若干类具有代表性的复杂天然产物的高效合成研究。
二、研究内容
（一）多环天然产物合成中的季碳构筑。
针对一些具有抗肿瘤、抗神经退行性疾病等活性的多环天然产物，围绕其分子骨架中关键“官能团化季碳结构”，设计、发展若干种基于重排反应、去对称化反应、串联反应、多组分反应等的新方法或手性催化体系，探索其化学、区域、立体选择性的高效合成；研究、发展几类以“季碳合成方法学”为特色的多环天然产物新合成策略，完成若干具有重要生物活性的多环天然产物的高效化学合成，特别是不对称催化合成。
（二）多环天然产物合成中的手性控制。
基于石蒜科生物碱、聚酮、四氢吡喃类等多环天然产物的结构特征，开展碳-氢键、碳-碳键和碳-杂原子键形成的不对称催化反应及手性控制策略研究。通过手性配体、催化剂的立体和电子效应等调控，结合多组分反应与串联反应的策略性应用，探索不对称催化反应一步构筑多个（相邻）手性中心的化学方法，实现若干多环目标天然产物合成中的高效手性控制。
（三）多环天然产物合成中的复杂环系构建。
针对具有重要生物活性的复杂环系天然产物，开展复杂环系的成环策略和方法学研究，以原子经济性的碳-碳键形成为重点，基于过渡金属催化的串联环化反应、钯催化的羰基化成环反应、Nazarov电环化反应、环丙烷化串联成环反应、正离子促进的环化加成反应等成环反应，发展复杂环系构建的高效方法和策略，实现若干在合成上具有挑战性、在生物学上具有重要科学意义的复杂环系天然产物的合成。
（四）多环天然产物合成中的仿生策略。
以具有抗肿瘤、抗病毒等药用价值的萜类、生物碱和大环内酯等天然产物为合成目标，基于天然产物在自然界中的生物合成途径（或可能的生物合成途径），通过化学合成手段，获得生源前体或关键生源合成中间体及其生源途径可能的中间体，重点研究仿酶催化反应，其包括环加成反应、区域选择性氧化、自由基选择性偶联反应以及正离子驱动的环化及重排反应，发展若干新颖的构建多环骨架的仿生合成策略，并通过反应过程中构象控制实现高度立体选择性的一锅多步仿酶催化转化，完成若干复杂多环天然产物的高效仿生全合成。
三、资助期限 5年 （2013年1月至2017年12月）
四、资助经费 1800万元
五、申请注意事项
1. 申请人应当认真阅读本项目指南和通告，不符合项目指南和通告的申请项目不予受理。
2. 申请书的附注说明选择“具有重要药用价值的多环天然产物高效合成”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。
3.本项目由化学科学部提出，由化学科学部负责受理。
6.“分子聚集体中低能级电子激发态理论研究”重大项目指南
7.“工业生物催化剂的代谢反应机制与相关构建的研究”重大项目指南
传统的工业生物催化剂改造主要关注碳物质代谢的改造，通过改造物质流所涉及到的酶，提高代谢途径酶系活力，阻断或降低副产物途径或构建新的代谢途径，基本解决了物质代谢的网络结构的构建及相关酶的调控问题，但是对细胞代谢反应网络中信号、能量和氧化还原力的传递者辅因子在代谢过程中的机理、作用规律、调控方法等缺乏科学的认识。关于辅因子对全局代谢流分配和基因转录表达等工业微生物催化过程的作用机制研究较少，导致改造结果往往难以实现预期目标，成为制约生物制造大规模推广应用的瓶颈。
本项目针对工业生物催化剂的代谢反应机制与相关构建的研究，围绕“辅因子与碳物质代谢的调控机制研究”和“高效生物催化剂的构建与优化”两个关键科学问题，从基因组、转录组和代谢组角度研究辅因子对基因转录或代谢流分配的影响，阐述辅因子对基因转录表达和碳代谢流调控的作用机制，揭示途径中代谢流的关键动力学节点与限速步骤，为途径上功能模块组装的优化设计提供理论依据。依据系统生物学的信息，设计代谢途径，并对辅因子调控部件进行理性的设计、重组、表征，精确调控物质代谢与辅因子代谢的适配，从而建立高效生物催化剂的构建方法，为具有原创性的“高效生物制备能源”及“化学品的生物制造替代”等典型的重大工程应用奠定科学基础，并形成“节能、降耗、减排”的工业示范新技术。
一、科学目标
本项目针对生物制造过程中存在的低转化率、低反应速率与低产率的“三低”问题，拟从工业生物催化剂的代谢反应机制与高效生物催化剂的构建与优化角度开展新一代的生物催化剂构建研究。阐明辅因子对碳物质代谢的协同作用规律，考察辅因子对碳物质流分配及细胞转录调控表达的影响，建立系统的生物催化剂的改造和调控理论，为高效工业生物催化剂的构建提供新的研究思路。通过对工业生物催化剂的代谢反应机制与相关构建的基础科学性研究，实现丁醇、乙醇等生物能源、维生素C和乳酸等大宗化学品以及氨基酸和核苷酸等精细化学品的合成路线替代，实现生产过程的节能、降耗、减排，形成若干具有自主知识产权的清洁高效制备新技术，有效推动我国工业生物技术的发展。
二、研究内容
围绕项目总体科学目标，针对关键科学问题，本项目拟开展以下四个方面的研究：
（一）新一代代谢网络模型的构建。
本项目拟根据基因组、蛋白质和酶、中间代谢产物、生化反应、碳物质代谢途径、辅因子代谢等诸多方面的数据库信息，建立基因-蛋白质-生化反应-辅因子之间联系相互作用关系模型，构建基因调控网络、信号转导网络、蛋白质相互作用网络和代谢网络，并进行模拟与分析，为辅因子代谢调控提供模型基础。
（二）辅因子对基因转录表达和代谢流调控的作用机制研究。
研究微生物的基因组序列信息，细胞中基因转录情况及转录调控规律，鉴定蛋白质的表达、存在方式(修饰形式)、结构、功能和相互作用等，分析代谢流分配状态，通过整合各种组学数据，考察辅因子对碳物质代谢和基因表达的作用机制，建立预测能力显著提高的调控网络模型。对目标化合物的生物合成途径、以及代谢网络中的重要途径及关键分支节点进行代谢控制分析，分析辅因子对节点处代谢流量和中间产物浓度所造成的扰动，揭示途径中代谢流的关键动力学节点与限速步骤，为辅因子代谢调控奠定理论基础。
（三）目标化合物合成最优途径设计。
根据相关数据库信息，针对于一个给定的化合物获得大量可能的代谢途径，通过模拟计算代谢途径的热动力学，还原力平衡等策略选择最可行的代谢途径。通过将不同来源的酶或不同宿主产生的代谢路径结合进单个微生物中或体外表达，同时通过对酶进行基因修改让其具有新的功能来构建新的代谢途径制备大宗化学品、精细化学品及生物能源。
（四）辅因子代谢调控体系构建与表征。
以生物丁醇等生物能源、维生素C等大宗化学品、赖氨酸和环磷腺苷等精细化学品为研究对象，建立基于辅因子与物质代谢相结合的调控策略。在优化合成途径设计的基础上，进行模块的解析和解耦，提出模块组装的策略，从数据库中进行挖掘，快速筛选出催化活性最高的结构元件，通过理性设计、定向进化等手段进一步提高其催化活性，在对结构元件进行功能表征的基础上，构建催化各类生化反应的结构元件库。
（五）物质代谢与辅因子代谢的适配优化。
根据丁醇、维生素C、环磷腺苷等化合物合成代谢途径对辅因子需求的差异分析，在上述研究的指导下通过基因改造或环境胁迫的方式对酵母、杆菌和霉菌等微生物的代谢途径进行改造，实现碳物质代谢途径和辅因子代谢途径的动力学匹配，解除反馈抑制或阻遏效应，使其碳物质流重新分配，提高人工细胞合成目标产品的效率，部分产品实现途径替代，在工业化水平上实现生产效率提高30%以上、降低能耗与污染物排放30%以上。
三、资助期限 5年 （2013年1月至2017年12月）
四、资助经费 1800万元
五、申请注意事项
1. 申请人应当认真阅读本项目指南和通告，不符合项目指南和通告的申请项目不予受理。
2. 申请书的附注说明选择“工业生物催化剂的代谢反应机制与相关构建的研究”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。
3.本项目由化学科学部和生命科学部联合提出，由化学科学部负责受理。
8.“作物多倍体形成过程中性状变异的分子机制”重大项目指南
在自然界中，多倍化是普遍存在的一种生物学现象，是物种演化的重要驱动力，多倍体形成过程在植物进化和物种形成中发挥了重要作用。多倍化研究已经成为当前进化生物学、遗传学和基因组学领域的研究热点。目前在农业生产中，主要农作物都是多倍体，如小麦为异源六倍体、棉花和油菜为异源四倍体、甘薯为同源六倍体，而水稻和玉米为二倍体化的古多倍体。作物在多倍体形成过程中经常出现一些性状变异，产生新的表型，使其更适合自身或农业生产的需要。其中最为突出的就是生物量和适应性的变化。例如，芸薹属的生物量优势和棉花的纤维优势；小麦在形成六倍体后适应性大大增强，在全世界各地广泛种植。因此开展作物多倍体形成过程研究，不仅对揭示多倍体形成过程中性状变异的分子机制具有重要科学意义，还将为培育作物新品种提供理论和技术基础。
一、科学目标
选择一种典型的多倍体作物为研究对象，综合利用分子生物学、基因组学、蛋白组学、农学和生物信息学等多学科的交叉手段，从基因组变异、基因表达变化与功能改变和表观遗传变异三个层面，深入研究多倍体作物形成过程中与生产力（生物量）、适应性密切相关的重要农艺性状变异，阐明异源多倍体作物特有新性状变异产生的分子机制，为作物遗传改良提供新的思路和育种技术。
二、研究内容
（一）多倍体作物形成过程中基因组变异及其机制。
（二）多倍体作物重要性状变异的分子基础和基因表达调控。
（三）多倍体作物新性状产生的表观遗传调控。
三、资助期限 5年 （2013年1月至2017年12月）
四、资助经费 1500万元
五、申请注意事项
1. 申请人应当认真阅读本项目指南和通告，不符合项目指南和通告的申请项目不予受理。
2. 申请书的附注说明选择“作物多倍体形成过程中性状变异的分子机制”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。
3. 本项目要求项目申请人围绕核心科学问题，按三个研究内容设置3个课题，3个课题要紧紧围绕“多倍体形成过程中性状变异的分子机制”这一主题开展深入、系统研究，课题间要有紧密和有机联系，研究内容互补，充分体现合作与材料、数据的共享。
4. 本项目不受理不以作物为研究对象的申请。
5. 项目整体申请课题设置不超过3个，项目承担单位数合计不超过3个。
6. 本项目由生命科学部和信息科学部联合提出，由生命科学部负责受理。
9.“陆地生态系统中生物对碳-氮-水耦合循环的影响机制”重大项目指南
10.“深海微生物适应极端环境的生理与遗传机制”重大项目指南
海洋面积占地球总面积的70％，并且大部分面积深度超过1000米。深海蕴含着大量独特而多样的微生物类群，而这些微生物在长期的适应进化过程中形成了独特的结构和特征，发现和探讨其适应环境的独特机制对深入了解深海微生物并有效地开发利用有非常重要的意义。随着全球海洋开发速度的加快，各国对海洋生物资源的关注也日益加强，近年来，我国在深海微生物研究的技术手段和平台方面得到了迅速发展，开展深海微生物研究的条件已经成熟。该项目将针对深海最重要的特点—高压与低温，寻找深海微生物中与压力选择与低温适应相关的结构、特殊因子和代谢途径，阐明其适应极端环境的生理学和遗传学机制。
一、科学目标
在收集、鉴定、培养与保藏深海细菌资源的基础上，以深海细菌为研究对象，开展遗传、生化、细胞、海洋物理、海洋化学等多学科交叉研究，从生理、遗传和基因组水平探索深海微生物耐压的机制，推动深海微生物研究的技术、方法的发展和对深海生命现象的深入认识。
二、研究内容
（一）深海细菌耐压与适冷的特殊结构及生理学功能。
（二）深海细菌特殊生物大分子及特殊代谢途径的的发现及其在耐压与适冷的作用机制。
（三）深海细菌对高压与低温适应的遗传学机制。
三、资助期限 5年 （2013年1月至2017年12月）
四、资助经费 1500万元
五、申请注意事项
1. 申请人应当认真阅读本项目指南和通告，不符合项目指南和通告的申请项目不予受理。
2. 申请书的附注说明选择“深海微生物适应极端环境的生理与遗传机制”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。
3. 本项目要求项目申请人围绕核心科学问题，做好顶层设计，按三个研究内容设置3个课题，3个课题要紧紧围绕“耐压与适冷的机制”这一主题开展深入、系统研究，课题间要有紧密的联系，研究内容互补，充分体现合作与材料、数据共享。
4. 项目整体申请课题设置不超过3个，项目承担单位数合计不超过3个。
5. 本项目由生命科学部和地球科学部联合提出，由生命科学部负责受理。
11.“中国东部地区典型半挥发持久性有机污染物的来源、归趋、人群暴露及健康风险”重大项目指南
12.“渐新世以来亚洲内陆干旱化与西风气候演化”重大项目指南
13.“古生代海洋重大生物事件”重大项目指南
14.“二维原子晶体材料的制备科学与光电特性探索”重大项目指南
15.“饮用水质复合污染过程与调控原理”重大项目指南
16.“精准微创手术器械创成与制造基础”重大项目指南
17.“长波红外焦平面器件基础理论与关键技术”重大项目指南
18.“光纤传感网关键器件与技术”重大项目指南
19.“一类复杂工业系统高性能运行控制的基础理论与关键技术”重大项目指南
20.“面向经济、社会和环境协调发展的现代物流管理研究”重大项目指南
21.“动物源病原体的发现及其对人类致病性研究”重大项目指南
在过去的30多年里，新发传染病在全球范围内呈现出上升趋势，除少数年份外，几乎每年都有一种或以上新发传染病被发现。一方面新的病原体不断出现，另一方面过去基本得到控制的病原体重新出现。已知新发和再发人类病原体中，大部分为自然疫源性的，即以脊椎动物（如蝙蝠、啮齿类和鸟类等）和节肢动物（蚊、蜱等）为储存宿主和传播媒介。这些在自然界长期存在的病原体，一旦突破物种屏障传播到人和家畜，会对人类健康和生命安全带来极大威胁，同时也可能造成重大经济损失，甚至影响社会安定。随着人类活动范围的不断扩大、社会与地理生态环境的不断变化，人与野生动物、昆虫等媒介动物的接触机会不断增多；一些病原体还可以通过经济动物、宠物等传播，造成新发传染病的频繁发生。
我国地域辽阔、地理位置横跨热带和亚热带，野生动物资源十分丰富，动物源性病原体的携带情况非常复杂。尽早研究和探索野生动物携带的病原体及其致病性，可为应对、预防和控制未来可能发生的动物源新发传染病，提供理论和技术支持。
一、科学目标
围绕“动物源病原体的发现及其对人类致病性”这一科学问题，开展具有多学科交叉背景的基础性、前瞻性研究，实现下列科学目标。
（一）系统了解重要野生脊椎动物和节肢动物携带人类病原体情况。建立动物传播的病原体数据库和物种及遗传资源库，为预测我国新发传染病发生和发展趋势，提供基础数据和理论支撑。
（二）发现多种野生脊椎动物和节肢动物携带、传播的新病原体及其与宿主的关系，研究新发现的病原体对人类潜在的致病性，探索引起人类传染病流行爆发的可能性。
（三）对新发现的病原体进行致病性相关基础研究，以发展早期诊断技术。
（四）提出我国未来可能具有重要公共卫生意义的新的病原体名录。
二、研究内容
（一）蝙蝠携带人类病原体的发现与分离鉴定、分布特点、遗传进化规律及其对人类致病性。
（二）蚊虫携带人类病原体的发现与分离鉴定、分布特点、遗传进化规律及其与人类疾病的关系。
（三）鼠等啮齿类动物携带人类病原体的发现与分离鉴定、分布特点、遗传进化规律及其与人类疾病的关系。
（四）蜱类携带人类病原体的发现与分离鉴定、分布特点及其与人类疾病的关系。
（五）热带、高原等特殊地理环境的重要野生动物携带的病原体谱系。
三、资助期限 5年 （2013年1月至2017年12月）
四、资助经费 1800万元
五、申请注意事项
1. 申请人应当认真阅读本项目指南和通告，不符合项目指南和通告的申请项目不予受理。
2. 申请书的附注说明选择“动物源病原体的发现及其对人类致病性研究”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。
3. 本项目要求针对上述五部分研究内容，分别设置五个研究课题，围绕“动物源病原体的发现及其对人类致病性”开展研究。
4. 本项目由医学科学部、生命科学部、信息科学部和地球科学部联合提出，由医学科学部负责受理。
22.“糖代谢稳态失衡的发生与发展”重大项目指南
糖代谢稳态失衡是包括胰岛素抵抗和2型糖尿病等多种重要代谢疾病的共同病理生理基础。随着我国人民生活水平的提高，与遗传、营养、代谢及环境等因素密切相关的糖代谢紊乱疾病的患病率急剧增加。以糖尿病为例，目前我国的糖尿病发病率高达9.7％，保守估计患者人数已高达9700万，且这种发展趋势尚未得到有效控制。糖尿病及其心脏、肾脏、脑和眼血管等并发症不仅严重影响患者的生活质量，同时带来沉重的家庭和社会医疗负担。因此，糖代谢紊乱相关疾病的防治是我国目前面临的重大科学问题，开展糖稳态失衡发生的新机制与调控研究符合当前国家的重大需求。
本项目将围绕糖代谢稳态的调节机制这一个中心问题，以我国糖代谢紊乱相关疾病的流行病学和临床实践成果为基础，结合我国糖代谢基础研究的优势，从糖代谢稳态调节基因的转录及转录后调控机制、胰岛素信号转导调节及胰岛素抵抗发生的机制、周围组织肝肠-脂肪-肌肉因子对胰岛β细胞功能的影响、代谢性炎症的发生机制及在糖代谢稳态失衡中的作用入手，深入研究参与糖代谢稳态维持的基因调控网络，从而为阐明胰岛素抵抗和2型糖尿病的发病机制提供科学依据；同时探寻重要的糖代谢稳态失衡相关疾病新的治疗靶点，为糖尿病治疗和药物的研发奠定基础。
一、科学目标
在我国糖尿病现有的研究基础上，针对我国糖代谢紊乱相关疾病防治基础研究中的重大科学问题，通过深入研究糖代谢稳态调节基因的转录及转录后调控机制、胰岛素信号转导调节和胰岛素抵抗发生机制以及肝肠、脂肪及肌肉激素网络对胰岛β细胞功能的影响及代谢性炎症发生的机制及在糖代谢稳态失衡中的作用，揭示糖稳态失衡发生发展的新机制。
二、研究内容
（一）糖代谢稳态调节基因的转录及转录后调控机制。
（二）胰岛β细胞量、胰岛素产生及胰岛素信号转导调节机制与胰岛素抵抗。
（三）外周组织-胰腺作用轴调控血糖稳态的作用机制。
（四）代谢性炎症发生的机制及其在糖代谢稳态失衡中的作用。
三、资助期限 5年 （2013年1月至2017年12月）
四、资助经费 1800万元
五、申请注意事项
1. 申请人应当认真阅读本项目指南和通告，不符合项目指南和通告的申请项目不予受理。
2. 申请书的附注说明选择“糖代谢稳态失衡的发生与发展”（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。
3. 本项目要求针对上述四部分研究内容，分别设置四个课题。每个课题要紧紧围绕“糖稳态失衡的发生与发展” 这一主题开展深入、系统研究；课题间要有紧密和有机联系。
4. 本项目由医学科学部、生命科学部和信息科学部部联合提出，由医学科学部负责受理。