納米研究 納米研究等6個(gè)國(guó)家重大科學(xué)研究
計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃
（公示稿）
中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部
2012年4月
總總目錄
一、納米研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃
二、量子調(diào)控研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃
三、蛋白質(zhì)研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃
四、發(fā)育與生殖研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃
五、干細(xì)胞研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃
六、全球變化研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃
附件1：納米研究等6個(gè)國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃編制說明
納米研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃
“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃
（公示稿）
中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部
2012年4月
目目錄
一、形勢(shì)與需求...........................................................................1
二、總體思路與發(fā)展目標(biāo)...........................................................3
（一）總體思路.....................................................................3
（二）發(fā)展目標(biāo).....................................................................3
三、主要任務(wù)...............................................................................4
（一）納米基礎(chǔ)科學(xué)問題研究.............................................4
（二）先進(jìn)功能納米材料.....................................................4
（三）納米檢測(cè)與加工方法、裝備與標(biāo)準(zhǔn).........................4
（四）納米信息材料與器件.................................................5
（五）納米生物與納米醫(yī)學(xué).................................................5
（六）環(huán)境納米材料與技術(shù).................................................5
（七）能源納米材料與技術(shù).................................................6
（八）納米技術(shù)應(yīng)用與開發(fā).................................................6
（九）納米技術(shù)安全性.........................................................6
四、保障措施...............................................................................7
（一）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，實(shí)施好專項(xiàng)研究計(jì)劃.....................7
（二）加強(qiáng)基地建設(shè)，促進(jìn)項(xiàng)目、基地、人才結(jié)合.........7
（三）加大創(chuàng)新人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度.................................7
（四）加強(qiáng)國(guó)際合作與科學(xué)普及.........................................7
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一、形勢(shì)與需求
          21世紀(jì)的納米科學(xué)技術(shù)正在成為推動(dòng)世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的
主要驅(qū)動(dòng)力之一。未來20至30年，納米科學(xué)技術(shù)有望廣泛應(yīng)用
于信息、能源、環(huán)保、生物醫(yī)學(xué)、制造、國(guó)防等領(lǐng)域，產(chǎn)生新技
術(shù)變革，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造和升級(jí)，并形成基于納米技術(shù)的新興
產(chǎn)業(yè)。在信息領(lǐng)域，應(yīng)用于新一代的芯片、顯示器件和存儲(chǔ)器中
并發(fā)揮關(guān)鍵作用的納米器件，將形成未來信息產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)
力。在能源領(lǐng)域，納米技術(shù)能夠提供新型、高效能源和替代能源
（如鋰離子電池、太陽(yáng)能電池、燃料電池、氫能）以及能源高效
利用中的關(guān)鍵技術(shù)；在環(huán)保領(lǐng)域，納米技術(shù)將用于治理原來難以
治理的水、空氣和土壤污染。在生物醫(yī)學(xué)方面，利用納米技術(shù)發(fā)
展疾病早期診斷技術(shù)、組織器官修復(fù)與低毒高效治療技術(shù)等，已
經(jīng)形成本世紀(jì)科學(xué)技術(shù)革新的大趨勢(shì)。
          各發(fā)達(dá)國(guó)家均對(duì)納米科學(xué)技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了戰(zhàn)略性布局，紛紛
設(shè)立納米科學(xué)技術(shù)計(jì)劃支持其發(fā)展。至今，發(fā)布國(guó)家級(jí)納米科學(xué)
技術(shù)發(fā)展規(guī)劃的國(guó)家已達(dá)60多個(gè)。
          當(dāng)前世界納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：納米科學(xué)技
術(shù)向各個(gè)領(lǐng)域快速滲透，由單一技術(shù)向集成技術(shù)轉(zhuǎn)變；多學(xué)科交
叉，集中解決重大的科學(xué)挑戰(zhàn)問題或孕育重大突破的應(yīng)用技術(shù)；
強(qiáng)調(diào)以應(yīng)用為導(dǎo)向，形成基礎(chǔ)研究-應(yīng)用研究-技術(shù)轉(zhuǎn)移的一體化
研究模式；由基礎(chǔ)研究向應(yīng)用研究及產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)變，全球大型企
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業(yè)越來越重視納米技術(shù)，產(chǎn)業(yè)化步伐明顯加快。
         “十一五”期間，我國(guó)在基礎(chǔ)研究方面做出了一系列原創(chuàng)性
的重要成果，在國(guó)際上產(chǎn)生重大影響，如發(fā)現(xiàn)了納米金屬銅的超
延展性，以及通過納米技術(shù)提高相關(guān)材料導(dǎo)電性的新方法；“拍
攝”到能夠清楚分辨碳原子間單鍵和雙鍵的分子圖像；碳納米管
器件研究進(jìn)入國(guó)際半導(dǎo)體發(fā)展路線圖；合成了碳材料“家族”的
又一個(gè)新的成員——石墨炔；揭示了蜘蛛絲集水的“多尺度協(xié)同
效應(yīng)”機(jī)制；提出了“納米限域催化”的新概念，并應(yīng)用于催化
劑的創(chuàng)制，成功解決了重整氫氣中微量CO造成燃料電池電極中
毒失活的國(guó)際性難題；合成出新型納米抗腫瘤藥物, 為腫瘤治療
提供了新的手段和策略。至“十一五”末期，發(fā)表的SCI論文總
數(shù)世界第一，被引頻次位居世界第二。我國(guó)納米科學(xué)技術(shù)專利授
權(quán)數(shù)量已位居世界第二，并制定了一系列國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
針對(duì)國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，開展了一系列納米科學(xué)技術(shù)戰(zhàn)略高
技術(shù)研究，攻克了一系列關(guān)鍵技術(shù)難題，取得了一批具有自主知
識(shí)產(chǎn)權(quán)的研究成果，許多研究成果展現(xiàn)出廣闊的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前
景，例如：艾滋病的快速低成本定量檢測(cè)、基于碳納米管的手機(jī)
觸摸屏、電力絕緣子防污閃納米涂層技術(shù)、煤制乙二醇關(guān)鍵催化
劑、應(yīng)用于鋰離子電池的碳納米管復(fù)合導(dǎo)電劑等納米技術(shù)獲得了
規(guī)?；瘧?yīng)用。
         建成一批國(guó)家級(jí)納米科學(xué)技術(shù)基地。在北京建立了國(guó)家納米
科學(xué)中心，在天津建立了國(guó)家納米技術(shù)與工程研究院，在上海建
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立了納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心，在蘇州建立了國(guó)家納米
技術(shù)國(guó)際創(chuàng)新園，逐步形成了我國(guó)納米科學(xué)技術(shù)研發(fā)平臺(tái)體系，
有力推動(dòng)了我國(guó)納米科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，促進(jìn)了納米科學(xué)技術(shù)
產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
          與此同時(shí)，我國(guó)在納米器件、納米電子學(xué)、納米相關(guān)裝備制
造等領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有差距。支撐納米科學(xué)技術(shù)發(fā)展的檢
測(cè)與加工等儀器嚴(yán)重依賴歐美、日本等國(guó)家。
二、總體思路與發(fā)展目標(biāo)
（一）總體思路
繼續(xù)貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要
        （2006-2020年）》，圍繞我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展重大戰(zhàn)略需求和世
界納米科學(xué)技術(shù)的重大前沿基礎(chǔ)科學(xué)問題，以深化基礎(chǔ)研究和促
進(jìn)產(chǎn)業(yè)化為主線，促進(jìn)納米科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合，鼓勵(lì)相關(guān)儀
器裝備研制創(chuàng)新，發(fā)揮我國(guó)在納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的高水平基礎(chǔ)研
究?jī)?yōu)勢(shì)，突出原始創(chuàng)新，搶占未來科技發(fā)展的制高點(diǎn)；推動(dòng)基礎(chǔ)
研究-應(yīng)用研究-技術(shù)轉(zhuǎn)移的一體化進(jìn)程，加快創(chuàng)新性成果的轉(zhuǎn)化#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
速度，促進(jìn)我國(guó)納米科學(xué)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。
（二）發(fā)展目標(biāo)
          在納米材料、器件和系統(tǒng)、生物醫(yī)學(xué)、測(cè)量表征等方面取得
國(guó)際一流的原創(chuàng)性成果；在信息、生物醫(yī)藥、能源、環(huán)境、制造
等重要應(yīng)用領(lǐng)域取得重大進(jìn)展；促進(jìn)納米綠色印刷制版、高密度
4
存儲(chǔ)器、新型顯示、疾病快速診斷、水凈化、高效能源轉(zhuǎn)化等納
米材料、器件與技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用；培養(yǎng)一批高水平的學(xué)術(shù)帶頭
人并形成在國(guó)際上有重要影響的研究團(tuán)隊(duì)。
三、主要任務(wù)
（一）納米基礎(chǔ)科學(xué)問題研究
開展納米基礎(chǔ)理論研究，建立納米結(jié)構(gòu)單元之間相互作用的
理論模型，揭示納米材料構(gòu)效關(guān)系，發(fā)展納米結(jié)構(gòu)加工與制造的
新理論、新方法，探討生命過程中的納米-生物界面效應(yīng)及納米
生物醫(yī)學(xué)方向的基本過程與基礎(chǔ)理論問題。
（二）先進(jìn)功能納米材料
開展多尺度、多層級(jí)納米材料和系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究，納米材料
及制品服役性能和失效機(jī)理分析；在功能納米結(jié)構(gòu)和材料的構(gòu)
建，及與之相應(yīng)的電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)性質(zhì)研究方面開展基
礎(chǔ)研究；熱力學(xué)穩(wěn)定納米體系的成因、規(guī)律和普適性探討，納米
材料取向結(jié)合新機(jī)制的動(dòng)力學(xué)研究，表界面作用與納米材料的相
變機(jī)制及其穩(wěn)定性研究。
（三）納米檢測(cè)與加工方法、裝備與標(biāo)準(zhǔn)
發(fā)展新的測(cè)量原理、方法，實(shí)現(xiàn)納米尺度基本物性的定量化
測(cè)量；發(fā)展電子學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和能源科學(xué)所需要的納
米計(jì)量/分析方法；發(fā)展納米標(biāo)準(zhǔn)/參考物質(zhì)和相關(guān)納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，
形成納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化體系；開展納米尺度的基本物理量的溯源計(jì)
5
量研究；穩(wěn)定、規(guī)?；苽浼{米材料的共性裝備、技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)；
高時(shí)間分辨、高空間分辨的納米表征方法和檢測(cè)設(shè)備。
（四）納米信息材料與器件
發(fā)展基于新邏輯、新原理的納米器件；基于量子效應(yīng)的器件
信息處理理論和納米器件性能的建模計(jì)算；納米信息材料及器件
的關(guān)鍵制造技術(shù)；納米器件規(guī)?；苽浜唾|(zhì)量控制方法；新型納
米電子、光電器件、傳感器件與系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)微機(jī)電向納機(jī)電系統(tǒng)
的融合和過渡技術(shù)；納米器件集成與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制備方法。
（五）納米生物與納米醫(yī)學(xué)
納米顆粒與生物活性物質(zhì)的組裝方法；針對(duì)惡性腫瘤與心腦
血管疾病等重大疾病的多功能納米定向傳遞系統(tǒng)；組織器官修復(fù)
與再生用納米結(jié)構(gòu)植入物和細(xì)胞支架；艾滋病、肝炎等重大疾病
的快速、低成本檢測(cè)用納米材料與器件；醫(yī)療器械用納米材料與
器件；組織修復(fù)和再生醫(yī)學(xué)等生物醫(yī)學(xué)納米技術(shù)。
（六）環(huán)境納米材料與技術(shù)
發(fā)展室內(nèi)空氣污染物、工業(yè)源有毒有害氣體、動(dòng)力機(jī)械尾氣
的納米凈化材料及催化凈化技術(shù)，二氧化碳減排和俘獲技術(shù)；可
飲用水和凈水處理技術(shù)、重金屬離子和農(nóng)藥殘留的快速檢測(cè)方
法、土壤中重金屬離子和有機(jī)污染物固定和去除方法、新型納米
過濾材料及技術(shù)等；新型可降解塑料、新型自清潔材料、長(zhǎng)效化
肥和短效農(nóng)藥等。
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（七）能源納米材料與技術(shù)
發(fā)展納米晶太陽(yáng)能電池、新型薄膜太陽(yáng)能電池、有機(jī)太陽(yáng)能
電池、熱電電池、超級(jí)電容器等技術(shù)；在節(jié)能減排、新型催化劑、
傳統(tǒng)燃料高效利用方面的納米新技術(shù)等；石油與天然氣開采、運(yùn)
輸及綜合利用方面的納米新技術(shù)；提高二次電池能量密度、動(dòng)力
型電池壽命，發(fā)展高效納米晶儲(chǔ)能材料等。
（八）納米技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)
以納米材料、器件與系統(tǒng)在節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生
物、農(nóng)業(yè)、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車等戰(zhàn)略
性新興產(chǎn)業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用為核心。重視納米技術(shù)產(chǎn)品的規(guī)范
化生產(chǎn)，制訂若干重要納米技術(shù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和安全生產(chǎn)規(guī)范。重點(diǎn)
發(fā)展納米綠色印刷制版、高密度存儲(chǔ)器、新型顯示、疾病快速診
斷、水凈化、高效能源轉(zhuǎn)化等納米材料、器件與技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)
用和產(chǎn)業(yè)化。
（九）納米技術(shù)安全性
在分子和細(xì)胞、動(dòng)物水平上研究納米材料、納米藥物（制劑）、
納米醫(yī)學(xué)器械、以及納米產(chǎn)品等與靶器官、靶細(xì)胞、靶分子相互
作用過程；納米材料在環(huán)境中的產(chǎn)生、遷移、聚集等演化行為與
安全問題的相關(guān)性研究；建立納米安全性數(shù)值分析模型；納米材
料對(duì)生命系統(tǒng)作用的安全性評(píng)價(jià)體系研究；開展納米材料和器件
的安全性預(yù)測(cè)與防護(hù)研究。
7
四、保障措施
（一）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，實(shí)施好專項(xiàng)研究計(jì)劃
繼續(xù)實(shí)施納米研究重大科學(xué)研究計(jì)劃，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)與統(tǒng)籌
協(xié)調(diào)，充分發(fā)揮“國(guó)家納米科學(xué)技術(shù)指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會(huì)”的作用，
對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究及產(chǎn)業(yè)化研究等進(jìn)行整體布局，面向
國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和世界科學(xué)前沿，進(jìn)一步強(qiáng)化重大科學(xué)目標(biāo)導(dǎo)
向，完善項(xiàng)目首席科學(xué)家負(fù)責(zé)制及鼓勵(lì)創(chuàng)新的評(píng)價(jià)機(jī)制，促進(jìn)系
統(tǒng)性、原創(chuàng)性重大成果的產(chǎn)出。
（二）加強(qiáng)基地建設(shè)，促進(jìn)項(xiàng)目、基地、人才結(jié)合
繼續(xù)加強(qiáng)納米研究基地建設(shè)，充分發(fā)揮國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和納
米研究開發(fā)中心等基地的科研平臺(tái)作用，促進(jìn)項(xiàng)目、基地與人才
緊密結(jié)合；強(qiáng)化科技資源開放共享機(jī)制，促進(jìn)科技資源的合理配
置和高效利用；引導(dǎo)地方政府和企業(yè)積極參與建設(shè)納米技術(shù)支撐
平臺(tái)，探索共建納米科學(xué)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)的協(xié)同創(chuàng)新體系。
（三）加大創(chuàng)新人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度
充分利用各種高層次人才計(jì)劃，培養(yǎng)和造就一批具有國(guó)際視
野、能夠引領(lǐng)納米科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高水平領(lǐng)軍人才，創(chuàng)新體制機(jī)
制、優(yōu)化政策環(huán)境、強(qiáng)化保障措施，加大海外優(yōu)秀人才的引進(jìn)力
度，建設(shè)國(guó)際一流水平的納米科學(xué)技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)。
（四）加強(qiáng)國(guó)際合作與科學(xué)普及
吸納優(yōu)秀外國(guó)科學(xué)家和海外優(yōu)秀華人學(xué)者以多種方式參與
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納米研究重大科學(xué)研究計(jì)劃實(shí)施，支持我國(guó)科學(xué)家參與國(guó)際合作
和在國(guó)際組織中任職，鼓勵(lì)提出國(guó)際合作計(jì)劃。重視科學(xué)普及，
弘揚(yáng)科學(xué)精神，將科學(xué)普及工作作為重大科學(xué)研究計(jì)劃實(shí)施的目
標(biāo)和任務(wù)之一，促進(jìn)全民科學(xué)素養(yǎng)的提高。
量子調(diào)控研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃
“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃
（公示稿）
中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部
2012年4月
目目錄
一、形勢(shì)與需求...........................................................................1
二、總體思路與發(fā)展目標(biāo)...........................................................3
（一）總體思路.....................................................................3
（二）發(fā)展目標(biāo).....................................................................3
三、主要任務(wù)...............................................................................3
（一）量子信息.....................................................................3#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
（二）關(guān)聯(lián)電子體系.............................................................5
（三）小量子體系.................................................................6
（四）人工帶隙體系.............................................................7
四、保障措施...............................................................................8
（一）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，實(shí)施好專項(xiàng)研究計(jì)劃.....................8
（二）加強(qiáng)基地建設(shè)，促進(jìn)項(xiàng)目、基地、人才結(jié)合.........8
（三）加大創(chuàng)新人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度.................................9
（四）加強(qiáng)國(guó)際合作與科學(xué)普及.........................................9
1
一、形勢(shì)與需求
上世紀(jì)初量子力學(xué)的創(chuàng)立使人類深刻地認(rèn)識(shí)到微觀世界存
在著豐富的量子效應(yīng)，極大推動(dòng)了物理、化學(xué)、材料、生物等學(xué)
科的發(fā)展，徹底改變了人類對(duì)自然的認(rèn)知。量子理論的發(fā)展導(dǎo)致
了以大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和以激光為基礎(chǔ)的現(xiàn)
代通信技術(shù)等，帶動(dòng)了全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。
摩爾定律預(yù)言芯片元件的尺寸在不遠(yuǎn)的未來將達(dá)到經(jīng)典物
理極限，各種量子效應(yīng)會(huì)顯現(xiàn)出來并成為普遍現(xiàn)象。因此，基于
量子效應(yīng)的新原理和新方法將成為未來信息技術(shù)的重要基礎(chǔ)，已
經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)際科技界激烈競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。
量子調(diào)控是在認(rèn)識(shí)量子現(xiàn)象和規(guī)律的基礎(chǔ)上，通過開發(fā)新材
料、構(gòu)筑新結(jié)構(gòu)、發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)態(tài)以及改變外場(chǎng)條件等手段對(duì)量子
現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)控和開發(fā)利用，突破經(jīng)典調(diào)控的極限，建立全新的量
子調(diào)控技術(shù)和量子器件。開展量子調(diào)控研究具有重要的前瞻性和
重大戰(zhàn)略意義，對(duì)信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生不可估量的影響。將
量子信息、關(guān)聯(lián)電子體系、小量子體系和人工帶隙體系這些重要
領(lǐng)域有機(jī)地整合到研究計(jì)劃中，將推動(dòng)整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革
命，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。
自量子調(diào)控研究計(jì)劃實(shí)施以來，我國(guó)在量子調(diào)控領(lǐng)域的研究
水平顯著進(jìn)步并在相關(guān)方向取得了一系列重要突破。
2
實(shí)用化量子密碼技術(shù)和量子通信技術(shù)取得了重大進(jìn)展。首次
在商用光纖骨干網(wǎng)中運(yùn)行了城域量子保密通信網(wǎng)；建立了世界上
第一個(gè)“量子政務(wù)網(wǎng)”；成功研制了國(guó)際上首個(gè)可升級(jí)的全通型量
子通信網(wǎng)絡(luò)——五節(jié)點(diǎn)星型實(shí)時(shí)語音加密量子通信網(wǎng)絡(luò)；在量子
密鑰分配速率等方面實(shí)現(xiàn)突破，極限傳輸距離已經(jīng)達(dá)到255公里
左右；首次實(shí)現(xiàn)了基于誘騙態(tài)的3節(jié)點(diǎn)光量子電話網(wǎng)；實(shí)現(xiàn)了自
由空間量子糾纏和量子密鑰分發(fā)，首次實(shí)現(xiàn)16公里遠(yuǎn)距離自由
空間隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)。
鐵基超導(dǎo)研究方面走在國(guó)際前沿。發(fā)現(xiàn)了多種新的鐵基超導(dǎo)
材料，包括最先報(bào)道轉(zhuǎn)變溫度超過麥克米蘭極限的超導(dǎo)體，最先
發(fā)現(xiàn)多個(gè)最高轉(zhuǎn)變溫度紀(jì)錄的系列鐵基超導(dǎo)材料。通過輸運(yùn)性質(zhì)
的系統(tǒng)研究，建立了鐵基超導(dǎo)的相圖，在配對(duì)機(jī)制等重要科學(xué)問
題上取得重要突破。
拓?fù)浣^緣體研究位居國(guó)際前列。首次發(fā)現(xiàn)了室溫三維強(qiáng)拓?fù)?br /> 絕緣體；成功實(shí)現(xiàn)拓?fù)浣^緣體的門電壓調(diào)控；從理論上預(yù)言了一
類新的拓?fù)浣^緣體——磁性拓?fù)浣^緣體，可在沒有外磁場(chǎng)的情況
下實(shí)現(xiàn)量子霍爾效應(yīng)；利用高壓手段觀察到拓?fù)浣^緣體中的超導(dǎo)
態(tài)。
光學(xué)超晶格的研究從非線性光學(xué)拓展到量子光學(xué)。利用多重
準(zhǔn)相位匹配，在光學(xué)超晶格中制備出多光束連續(xù)變量和路經(jīng)糾纏
的高維糾纏態(tài)，實(shí)現(xiàn)了糾纏態(tài)空間模式的調(diào)控，觀察到相應(yīng)的亞
波長(zhǎng)干涉效應(yīng)。
3
“十一五”期間，量子調(diào)控研究在實(shí)用化量子密碼技術(shù)和量子
通信技術(shù)、鐵基超導(dǎo)和拓?fù)浣^緣體等研究方向取得了一系列國(guó)際
領(lǐng)先的重要研究成果。在量子計(jì)算、冷原子體系、關(guān)聯(lián)電子新材
料開發(fā)和量子信息技術(shù)的集成等方面還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。
二、總體思路與發(fā)展目標(biāo)
（一）總體思路
繼續(xù)保持我國(guó)在實(shí)用化量子密碼技術(shù)和量子通信技術(shù)、鐵基
超導(dǎo)和拓?fù)浣^緣體等研究領(lǐng)域的領(lǐng)先水平。同時(shí)，圍繞國(guó)家重大
戰(zhàn)略需求和重大科學(xué)前沿問題，以功能化集成和實(shí)用化為導(dǎo)向，
積極推動(dòng)原始創(chuàng)新研究，進(jìn)一步加強(qiáng)新材料、新物質(zhì)態(tài)和新原理
原型器件的研究力度，鼓勵(lì)儀器設(shè)備研制等研究手段的創(chuàng)新。
（二）發(fā)展目標(biāo)
在新物質(zhì)態(tài)和新原理原型器件的研究方面取得重要突破，探
索和發(fā)現(xiàn)若干全新的關(guān)聯(lián)電子體系材料、小量子體系材料和人工
帶隙材料，推進(jìn)量子通信技術(shù)的實(shí)用化和量子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議的
制定，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)聯(lián)材料設(shè)計(jì)和計(jì)算軟件平臺(tái)。
在量子信息、關(guān)聯(lián)電子體系、小量子體系和人工帶隙體系等方面
取得國(guó)際一流水平的成果，培養(yǎng)一批具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的研究團(tuán)隊(duì)
和領(lǐng)軍人才，建立若干國(guó)際一流水平的量子調(diào)控研究基地。
三、主要任務(wù)
（一）量子信息
4
基于光子的量子信息處理。制備單光子源，研究用于量子信
息的各種優(yōu)質(zhì)光源，在頻譜、亮度、糾纏度以及可控性等方面獲
得突破。探索基于連續(xù)和分離變量的光子系統(tǒng)的量子信息處理技
術(shù)，研究非經(jīng)典光子源的測(cè)量、基于各種光學(xué)測(cè)量的量子態(tài)的重
構(gòu)和新型單光子探測(cè)器件集成等。開展實(shí)現(xiàn)量子信息在光子與物
質(zhì)界面間的相干控制研究。
基于固態(tài)系統(tǒng)的量子信息處理。研究固態(tài)系統(tǒng)中的退相干機(jī)
制及抑制機(jī)理，基于量子點(diǎn)的固體量子信息元器件和量子芯片。
研制基于量子點(diǎn)的高品質(zhì)單光子源和確定性糾纏光源，探索基于
量子點(diǎn)的新型量子存儲(chǔ)。研究基于超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)微納結(jié)構(gòu)的量
子信息處理，與腔共振耦合的超導(dǎo)量子比特等。研究基于摻雜的
固態(tài)和分子團(tuán)簇體系的量子信息，以及各種量子計(jì)算方案及關(guān)鍵
技術(shù)。
基于冷原子（離子）、分子的量子信息處理。研究冷原子系
綜中的量子信息存儲(chǔ)，制備基于確定性原子操控的量子寄存器，
發(fā)展量子關(guān)聯(lián)和糾纏帶來的超越標(biāo)準(zhǔn)量子及極限的測(cè)量技術(shù)。研
究極性分子的囚禁、冷卻、控制和探測(cè)，集成分子芯片和基于極
性分子間偶極相互作用的量子信息處理。研究基于原子分子操控
的量子計(jì)量，以及原子（離子）、分子在受限空間中的量子特性
及量子信息處理。
5
量子仿真。在參數(shù)可控的各種量子系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)多體系統(tǒng)的
有效相互作用，模擬關(guān)聯(lián)體系等復(fù)雜系統(tǒng)，研究相關(guān)量子行為。
發(fā)展有效控制量子多體系統(tǒng)的新方法。
量子通信與信息安全。研制量子中繼器。研究衛(wèi)星的量子通
信和擴(kuò)展量子通信距離的有效中繼方法。研究遠(yuǎn)距離絕對(duì)安全的
實(shí)用化量子通信。建立城域和城際的多節(jié)點(diǎn)光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)，
實(shí)現(xiàn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化的量子通信。發(fā)展與量子通信相關(guān)的理論，研
究各種竊聽和反竊聽以及提高安全性的方法，推動(dòng)量子通信協(xié)議
標(biāo)準(zhǔn)的制定。
量子信息理論。研究與量子信息過程物理實(shí)現(xiàn)相關(guān)的理論，#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
量子糾纏理論，量子算法與復(fù)雜性，退相干機(jī)制和抑制方法，量
子編碼，量子信道容量，量子編程和新型量子計(jì)算途徑等。
（二）關(guān)聯(lián)電子體系
新穎關(guān)聯(lián)量子材料。探索和發(fā)現(xiàn)具有奇異物性的強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系
新材料和新材料體系，制備關(guān)聯(lián)量子材料高質(zhì)量單晶和異質(zhì)結(jié)，
實(shí)現(xiàn)對(duì)其尺寸、組分、形態(tài)以及摻雜的精確控制，并發(fā)展其微加
工技術(shù)。
競(jìng)爭(zhēng)序和量子相變。研究各種非常規(guī)關(guān)聯(lián)量子材料中的自旋
密度波、電荷密度波與磁性有序之間的共存和競(jìng)爭(zhēng)。研究電荷、
自旋與軌道自由度之間的相互作用效應(yīng)和各種量子相變與量子
臨界現(xiàn)象。研究拓?fù)浣^緣體的物理特性，重費(fèi)米子體系的量子臨
6
界現(xiàn)象，低維結(jié)構(gòu)中的近藤效應(yīng)，分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)系統(tǒng)，自旋
費(fèi)米液體和各種磁阻挫系統(tǒng)等。
關(guān)聯(lián)量子現(xiàn)象理論與數(shù)值模擬。發(fā)展超越平均場(chǎng)近似的理論
和方法，建立正確描寫新型關(guān)聯(lián)量子系統(tǒng)的理論模型；研究跨尺
度的計(jì)算模擬技術(shù)，發(fā)展研究物性的新計(jì)算方法，建立有自主知
識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件平臺(tái)。
（三）小量子體系
單粒子和單量子態(tài)。制備高質(zhì)量小量子體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)小
量子體系的能級(jí)、軌道波函數(shù)和其它量子態(tài)的控制。研究小量子
體系在空間、能量、時(shí)間域的高分辨、高靈敏表征方法。發(fā)展將
自旋信號(hào)轉(zhuǎn)換成電或光信號(hào)的新方法，實(shí)現(xiàn)高靈敏的自旋態(tài)的電
學(xué)或光學(xué)檢測(cè)與操控。發(fā)展核磁共振/電子回旋共振的局域探針
技術(shù)，自旋態(tài)波譜學(xué)的探測(cè)技術(shù)和基于自旋量子態(tài)量子信息的處
理技術(shù)。研究特殊材料中的量子相干輸運(yùn)和自旋操控，研制基于
準(zhǔn)一維量子結(jié)構(gòu)和單層石墨等低維材料的新型原理器件。
原子、離子和分子體系。研究原子與分子內(nèi)部量子通道的阿
秒、飛秒級(jí)相干控制和測(cè)量，揭示電子尺度上的超快動(dòng)力學(xué)行為，
建立和發(fā)展先進(jìn)的分子內(nèi)部量子態(tài)的制備、檢測(cè)與調(diào)控方法和技
術(shù)。發(fā)展分子減速、冷卻和囚禁等技術(shù)，研究分子量子態(tài)的演化
等基本過程。研究分子結(jié)構(gòu)的變化對(duì)能級(jí)結(jié)構(gòu)、軌道、自旋和自
組裝特性的影響，分子間電荷和能量轉(zhuǎn)移，研究新型分子器件。
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半導(dǎo)體量子結(jié)構(gòu)。研究半導(dǎo)體量子結(jié)構(gòu)中自旋相干過程和退
相干的各種物理機(jī)制，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中自旋調(diào)控的原理和方法，以
及產(chǎn)生和探測(cè)自旋流的新方案。研究單量子點(diǎn)自旋量子比特的基
本量子操作。研究激子、激子極化激元的玻色-愛因斯坦凝聚現(xiàn)
象，研制無閾值極化激元激光器和自旋晶體管的原理器件。
磁性、稀磁半導(dǎo)體及異質(zhì)結(jié)構(gòu)。研究稀磁半導(dǎo)體、半金屬和
鐵磁薄膜及其異質(zhì)結(jié)等的新奇磁輸運(yùn)性質(zhì)和磁光性質(zhì)。研究巨塞
曼效應(yīng)，發(fā)展磁性材料的電子態(tài)密度的調(diào)控方法，實(shí)現(xiàn)磁性多層
異質(zhì)結(jié)構(gòu)中磁晶各向異性的量子調(diào)控。
固體中孤立量子體系。研究金剛石中氮空位孤立自旋的退相
干機(jī)理、能級(jí)結(jié)構(gòu)及量子光學(xué)性質(zhì)，建立孤立自旋的光學(xué)探測(cè)系
統(tǒng)，發(fā)展操控孤立自旋的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。研究固體中孤立自旋的操控，
建立起自旋可控耦合和構(gòu)建量子比特的方案，探索在量子信息和
計(jì)算中的應(yīng)用。
（四）人工帶隙體系
人工帶隙材料的能帶和帶隙調(diào)控。研究人工帶隙材料能帶的
形成機(jī)理，能帶剪裁和調(diào)控機(jī)理，特殊色散帶來的新現(xiàn)象和效應(yīng)，
微結(jié)構(gòu)對(duì)激發(fā)、傳輸、吸收和發(fā)射等特性的調(diào)制，發(fā)展能帶計(jì)算
和設(shè)計(jì)的有效方法。研究對(duì)稱性破缺引發(fā)的缺陷態(tài)及其新效應(yīng)，
非線性、無序等帶來的新現(xiàn)象和效應(yīng)。研究非布拉格機(jī)制人工帶
隙材料及其能帶和帶隙調(diào)控。研究人工帶隙材料中的宏觀量子現(xiàn)
象、局域光子態(tài)與電子態(tài)的強(qiáng)耦合效應(yīng)、新穎的線性和非線性量
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子光學(xué)現(xiàn)象，發(fā)展新型低閾值微納激光器、量子開關(guān)和光伏器件
等。
光子微結(jié)構(gòu)集成回路及相關(guān)元器件。研究二維光子晶體集成
光子學(xué)器件和回路，包括高性能光子晶體波導(dǎo)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，高品質(zhì)
光子晶體共振微腔，通道上傳/下載濾波器，密集波分復(fù)用技術(shù)、
光開關(guān)等。
亞波長(zhǎng)光子學(xué)結(jié)構(gòu)。研究基于亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的回路單元以及復(fù)
雜的元件，亞波長(zhǎng)光子學(xué)及其在突破衍射極限聚焦方面的關(guān)鍵基
礎(chǔ)問題，亞波長(zhǎng)體系的表面等離激元與輻射源的線性和非線性效
應(yīng)的物理機(jī)制等。研究糾纏在表面等離激元中的形成、傳輸、存
儲(chǔ)以及用作遠(yuǎn)程量子隱形傳態(tài)的原理。研制基于表面等離激元的
新型量子光電器件。
四、保障措施
（一）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，實(shí)施好專項(xiàng)研究計(jì)劃
繼續(xù)實(shí)施量子調(diào)控研究重大科學(xué)研究計(jì)劃，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)與
統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和世界科學(xué)前沿，進(jìn)一步強(qiáng)化
重大科學(xué)目標(biāo)導(dǎo)向，完善項(xiàng)目首席科學(xué)家負(fù)責(zé)制及鼓勵(lì)創(chuàng)新的評(píng)
價(jià)機(jī)制，組織跨部門、跨區(qū)域的相互協(xié)作，促進(jìn)系統(tǒng)性、原創(chuàng)性
重大成果的產(chǎn)出。
（二）加強(qiáng)基地建設(shè)，促進(jìn)項(xiàng)目、基地、人才結(jié)合
繼續(xù)加強(qiáng)量子調(diào)控研究基地建設(shè)，充分發(fā)揮國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
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等基地的科研平臺(tái)作用，促進(jìn)項(xiàng)目、基地與人才緊密結(jié)合；強(qiáng)化
科技資源開放共享機(jī)制，促進(jìn)科技資源的合理配置和高效利用。
引導(dǎo)地方政府和企業(yè)積極參與建設(shè)量子科學(xué)技術(shù)支撐平臺(tái)，探索
共建量子科學(xué)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)的協(xié)同創(chuàng)新體系。
（三）加大創(chuàng)新人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度
充分利用各種高層次人才計(jì)劃，培養(yǎng)和造就一批具有國(guó)際視
野、能夠引領(lǐng)量子科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高水平領(lǐng)軍人才，創(chuàng)新體制機(jī)
制、優(yōu)化政策環(huán)境、強(qiáng)化保障措施，加大海外優(yōu)秀人才的引進(jìn)力
度，建設(shè)國(guó)際一流水平的量子調(diào)控研究團(tuán)隊(duì)。
（四）加強(qiáng)國(guó)際合作與科學(xué)普及
吸納優(yōu)秀外國(guó)科學(xué)家和海外優(yōu)秀華人學(xué)者以多種方式參與
量子調(diào)控研究重大科學(xué)研究計(jì)劃實(shí)施，支持我國(guó)科學(xué)家參與國(guó)際
合作和在國(guó)際組織中任職，鼓勵(lì)提出國(guó)際合作計(jì)劃。重視科學(xué)普
及，弘揚(yáng)科學(xué)精神，將科學(xué)普及工作作為重大科學(xué)研究計(jì)劃實(shí)施
的目標(biāo)和任務(wù)之一，促進(jìn)全民科學(xué)素養(yǎng)的提高。

蛋白質(zhì)研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃
“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃
（公示稿）
中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部
2012年4月
目目錄
一、形勢(shì)與需求...........................................................................1
二、總體思路與發(fā)展目標(biāo)...........................................................3
（一）總體思路.....................................................................3
（二）發(fā)展目標(biāo).....................................................................3
三、主要任務(wù)...............................................................................4
（一）結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究.........................................................4
（二）蛋白質(zhì)組學(xué)研究.........................................................5
（三）蛋白質(zhì)研究的新技術(shù)、新方法.................................6#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
（四）蛋白質(zhì)合成、降解與調(diào)控機(jī)制研究.........................7
（五）蛋白質(zhì)生物學(xué)功能研究.............................................8
（六）系統(tǒng)生物學(xué)研究.......................................................10
（七）蛋白質(zhì)藥物靶標(biāo)和分子診療技術(shù)研究...................11
四、保障措施.............................................................................11
（一）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，實(shí)施好專項(xiàng)研究計(jì)劃...................11
（二）加強(qiáng)基地建設(shè)，促進(jìn)項(xiàng)目、基地、人才結(jié)合.......12
（三）加大創(chuàng)新人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度...............................12
（四）加強(qiáng)國(guó)際合作與科學(xué)普及.......................................12
1
一、形勢(shì)與需求
蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要執(zhí)行者。對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能、相
互作用和動(dòng)態(tài)變化的深入研究，將有助于揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)。
蛋白質(zhì)研究取得的眾多成果也將是新藥創(chuàng)制、傳染病防診治、農(nóng)
作物改良、生物能源轉(zhuǎn)化、工業(yè)生物催化等各個(gè)領(lǐng)域的重要?jiǎng)?chuàng)新
源泉。
目前，國(guó)際蛋白質(zhì)研究進(jìn)入了快速發(fā)展期，呈現(xiàn)出了以先進(jìn)
技術(shù)驅(qū)動(dòng)蛋白質(zhì)研究的發(fā)展趨勢(shì)。在高精度冷凍電鏡和分子影像
等技術(shù)推動(dòng)下，蛋白質(zhì)研究逐步從分子水平向細(xì)胞、個(gè)體等更高
維度發(fā)展，并注重對(duì)蛋白質(zhì)在細(xì)胞、生物體中的“在體”研究。
隨著同步輻射、核磁共振、原子力顯微鏡等分子結(jié)構(gòu)分析技術(shù)的
進(jìn)步，蛋白質(zhì)研究更加注重超復(fù)合物和分子機(jī)器等復(fù)雜體系。由
于高分辨質(zhì)譜和高性能計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步，規(guī)?；⒍炕牡鞍?br /> 質(zhì)組研究已經(jīng)提升到了新的高度，從蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)
及其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律中認(rèn)識(shí)復(fù)雜生命系統(tǒng)已經(jīng)成為蛋白質(zhì)研究的
一個(gè)重要發(fā)展方向。
當(dāng)前的蛋白質(zhì)研究，是集中了包括生物化學(xué)、生物物理學(xué)、
分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、系統(tǒng)生物
學(xué)等多個(gè)生物學(xué)分支學(xué)科的綜合性研究體系，需要各種學(xué)科的相
互協(xié)作；現(xiàn)代物理學(xué)、光學(xué)、信息技術(shù)等對(duì)促進(jìn)蛋白質(zhì)科學(xué)研究
和諸多生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的快速發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。因此，
2
綜合了各種學(xué)科和不同研究技術(shù)的復(fù)合型研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成為目
前國(guó)際蛋白質(zhì)研究的主要方式。
蛋白質(zhì)研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃實(shí)現(xiàn)了對(duì)我國(guó)蛋白質(zhì)研
究的引領(lǐng)，目前已取得了一系列重要的成果，包括解析了一批具
有重要生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)及其復(fù)合物的空間結(jié)構(gòu)，建立了國(guó)際
上最大的人類正常肝組織、肝病和肝癌系列的蛋白質(zhì)表達(dá)譜和相
互作用網(wǎng)絡(luò)圖；發(fā)現(xiàn)200余種針對(duì)人類重大疾病的潛在藥物靶點(diǎn)
或診斷標(biāo)志物；通過腫瘤靶向的新型納米藥物輸送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了藥
物在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的靶向富集，為臨床腫瘤治療提供了新的有效手
段；發(fā)展了高豐度蛋白質(zhì)去除和低豐度蛋白質(zhì)富集的成套關(guān)鍵技
術(shù)，為重大疾病靶點(diǎn)和診斷標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)提供了高效可行的技術(shù)
方案。
蛋白質(zhì)研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃的實(shí)施，鍛煉了創(chuàng)新隊(duì)
伍，培養(yǎng)了一批年富力強(qiáng)、創(chuàng)新能力突出的學(xué)術(shù)骨干，形成了我
國(guó)蛋白質(zhì)科學(xué)研究的人才梯隊(duì)。
國(guó)際蛋白質(zhì)科學(xué)研究與交流取得了重大進(jìn)展，牽頭組織實(shí)施
了國(guó)際人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃；并與多個(gè)國(guó)際一流研究機(jī)構(gòu)成立
了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室（中心），促進(jìn)了蛋白質(zhì)研究領(lǐng)域的重大國(guó)際合作。
但是，與國(guó)際蛋白質(zhì)研究的先進(jìn)水平相比，我國(guó)的蛋白質(zhì)研
究源頭創(chuàng)新能力有待加強(qiáng)，重點(diǎn)需要促進(jìn)多學(xué)科交叉合作研究、
關(guān)注在蛋白質(zhì)研究的原創(chuàng)性新技術(shù)新方法、提升解決重大科學(xué)問
題的合力。
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二、總體思路與發(fā)展目標(biāo)
（一）總體思路
緊密圍繞我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的重大科技問題和重大科學(xué)
前沿，以蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能、相互作用和動(dòng)態(tài)變化的研究為重點(diǎn)，
以蛋白質(zhì)研究技術(shù)與方法創(chuàng)新為支撐，加強(qiáng)新技術(shù)新方法在蛋白
質(zhì)研究中的推動(dòng)力；在結(jié)構(gòu)生物學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、蛋白質(zhì)研究新
技術(shù)和新方法、蛋白質(zhì)合成、降解與調(diào)控機(jī)制、蛋白質(zhì)生物學(xué)功
能、系統(tǒng)生物學(xué)、藥物靶點(diǎn)和分子診療等7個(gè)方面強(qiáng)化部署；加
強(qiáng)項(xiàng)目與國(guó)家蛋白質(zhì)科學(xué)研究設(shè)施、相關(guān)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等基地
的緊密結(jié)合；加強(qiáng)蛋白質(zhì)研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃與國(guó)際相關(guān)
計(jì)劃的合作。
（二）發(fā)展目標(biāo)
揭示一批膜蛋白和重要蛋白質(zhì)復(fù)合體的空間結(jié)構(gòu)及其生物
學(xué)作用機(jī)制，產(chǎn)出一批具有長(zhǎng)遠(yuǎn)影響的標(biāo)志性成果；系統(tǒng)解析人
類重要組織器官、重要病原體以及模式生物的蛋白質(zhì)組；進(jìn)一步
闡釋在各種生理和病理過程中的蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成和
動(dòng)態(tài)變化，繼續(xù)保持我國(guó)在蛋白質(zhì)組學(xué)的國(guó)際領(lǐng)先地位；發(fā)現(xiàn)與
重大慢性病和傳染性疾病進(jìn)程密切相關(guān)的蛋白質(zhì)群，提供300種
左右診斷標(biāo)志物和藥物靶標(biāo)的候選蛋白質(zhì)；建立和完善蛋白質(zhì)結(jié)
構(gòu)測(cè)定、規(guī)?；鞍踪|(zhì)修飾與定量研究的技術(shù)平臺(tái)，形成一批原
創(chuàng)性的蛋白質(zhì)研究新方法和新技術(shù)；構(gòu)建多種具有應(yīng)用前景的國(guó)
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家級(jí)蛋白質(zhì)、多肽和抗體的公共資源庫(kù)；造就一支創(chuàng)新能力強(qiáng)的
高水平復(fù)合型蛋白質(zhì)研究隊(duì)伍。
三、主要任務(wù)
（一）結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究
應(yīng)用X-射線晶體分析技術(shù)、高精度冷凍電鏡技術(shù)、核磁共
振技術(shù)等手段，研究參與基因表達(dá)調(diào)控、能量轉(zhuǎn)換和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等
重要生命活動(dòng)的蛋白質(zhì)及其復(fù)合物的結(jié)構(gòu)以及作用機(jī)制。
蛋白質(zhì)復(fù)合體結(jié)構(gòu)與功能研究。研究參與DNA復(fù)制與修復(fù)、
基因表達(dá)調(diào)控、新陳代謝、能量轉(zhuǎn)換、信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、病
毒感染宿主及其免疫反應(yīng)等重要生命活動(dòng)的蛋白質(zhì)、核酸等大分
子及其復(fù)合物的結(jié)構(gòu)與功能。
膜蛋白的結(jié)構(gòu)與功能研究。研究動(dòng)植物以及微生物在各種生
命活動(dòng)中的膜蛋白，包括受體蛋白、離子通道蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、
膜整合酶的結(jié)構(gòu)與功能。
生物超分子復(fù)雜體系的結(jié)構(gòu)與功能研究。研究生物體中由蛋
白質(zhì)、核酸、糖等形成的復(fù)合物、超分子復(fù)合體及亞細(xì)胞器的結(jié)
構(gòu)與功能。特別關(guān)注非編碼RNA和蛋白質(zhì)復(fù)合物。
蛋白質(zhì)動(dòng)態(tài)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)與功能研究。研究生物體中發(fā)揮重
要生理功能的蛋白質(zhì)復(fù)合物在不同時(shí)空尺度下的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特
征、動(dòng)力學(xué)性質(zhì)與功能。
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（二）蛋白質(zhì)組學(xué)研究
開展重要生物體蛋白質(zhì)組全組分解析及蛋白質(zhì)翻譯后修飾、
動(dòng)態(tài)變化和相互作用網(wǎng)絡(luò)的蛋白質(zhì)組學(xué)研究；針對(duì)嚴(yán)重危害人類
健康的重大疾病開展蛋白質(zhì)組學(xué)研究；開展人類蛋白質(zhì)組計(jì)劃國(guó)
際合作研究。
重要生物體蛋白質(zhì)組的構(gòu)成、翻譯后修飾動(dòng)態(tài)變化與相互作
用網(wǎng)絡(luò)研究。在細(xì)胞、組織和器官等不同水平上，開展目標(biāo)蛋白
質(zhì)組的高覆蓋定性鑒定和高精度定量分析及其時(shí)空的動(dòng)態(tài)變化
研究。開展特定類型細(xì)胞、人體重要組織器官以及重要物種蛋白
質(zhì)組變化、翻譯后修飾及其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律研究。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
人類重大疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)組學(xué)研究。針對(duì)嚴(yán)重威脅我國(guó)人
群健康的重大疾病的發(fā)生與發(fā)展過程中蛋白質(zhì)變化及其調(diào)控機(jī)
制開展蛋白質(zhì)組學(xué)研究。
重要病原體及其與宿主相互作用的蛋白質(zhì)組研究。研究并建
立重要病原體蛋白質(zhì)組的全覆蓋鑒定技術(shù)；利用蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)
注釋病原體基因組序列的研究；病毒、病原菌等重要病原體的定
量蛋白質(zhì)組研究；病原微生物在入侵、復(fù)制過程中與宿主之間的
相互作用網(wǎng)絡(luò)的研究；宿主對(duì)病原微生物的調(diào)控和防御機(jī)制的研
究。
重要模式生物蛋白質(zhì)組研究。研究酵母、擬南芥、水稻、線
蟲、斑馬魚、果蠅、小鼠等重要模式生物的蛋白質(zhì)組。利用遺傳
修飾模式生物疾病模型與植物突變體進(jìn)行定量蛋白質(zhì)組與功能
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蛋白質(zhì)組的研究。
以蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)為核心的計(jì)算生物學(xué)研究。完善蛋白質(zhì)組數(shù)
據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、注釋標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)；整合蛋白質(zhì)組學(xué)等組學(xué)實(shí)驗(yàn)
產(chǎn)出的定性和定量數(shù)據(jù)；以染色體為單元詮釋人類基因組。發(fā)展
整合的多維組學(xué)資源數(shù)據(jù)庫(kù)、功能注釋和分析平臺(tái)及其網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
支撐體系，開發(fā)用于藥物靶標(biāo)篩選和疾病標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)等的系統(tǒng)軟
件。
人類重大疾病、重要病原體及模式生物相關(guān)蛋白質(zhì)的抗體庫(kù)
建設(shè)。根據(jù)蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的數(shù)據(jù)產(chǎn)出，制備針對(duì)重大疾病、
重要病原體和重要模式生物等的抗體庫(kù)。
（三）蛋白質(zhì)研究的新技術(shù)、新方法
針對(duì)蛋白質(zhì)研究前沿中的技術(shù)瓶頸發(fā)展相關(guān)的新技術(shù)和新
方法，并開展以重要生物學(xué)問題為牽引的關(guān)鍵技術(shù)和方法創(chuàng)新。
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析方法研究。發(fā)展不同層次的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)
測(cè)定的技術(shù)和理論方法；發(fā)展膜蛋白和蛋白質(zhì)復(fù)合體結(jié)構(gòu)測(cè)定新
技術(shù)；發(fā)展對(duì)活細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)測(cè)定與動(dòng)力學(xué)分析的
方法；發(fā)展適合結(jié)構(gòu)測(cè)定的蛋白質(zhì)樣品制備技術(shù)。
復(fù)雜蛋白質(zhì)體系分離鑒定關(guān)鍵技術(shù)研究。研制多肽、膜蛋白、
低豐度蛋白及蛋白質(zhì)復(fù)合物等分離、富集的新型介質(zhì)；發(fā)展高效、
高通量分離技術(shù)和裝置；發(fā)展高靈敏度蛋白質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)以及新
型高效質(zhì)譜離子化技術(shù)和數(shù)據(jù)處理方法。
蛋白質(zhì)相互作用的鑒定與分析技術(shù)研究。研究和發(fā)展鑒定蛋
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白質(zhì)相互作用的新技術(shù)和新方法；發(fā)展研究蛋白質(zhì)相互作用在復(fù)
雜蛋白質(zhì)體系的形成與功能發(fā)揮過程中關(guān)鍵地位的新技術(shù)和新
方法。
高精度的修飾和定量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究。研究和發(fā)展適合
定量蛋白質(zhì)組研究的樣品制備理論、方法和技術(shù)體系；發(fā)展新型
相對(duì)、絕對(duì)、標(biāo)記和非標(biāo)記定量技術(shù)；發(fā)展定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究
所需的細(xì)胞、組織和整體動(dòng)物標(biāo)記技術(shù)；建立定量?jī)?nèi)標(biāo)和內(nèi)標(biāo)庫(kù)；
發(fā)展新型蛋白質(zhì)翻譯后修飾的高精度鑒定技術(shù)；發(fā)展蛋白質(zhì)組整
體覆蓋技術(shù)。
超高時(shí)空分辨、高靈敏度蛋白質(zhì)定位與動(dòng)態(tài)過程實(shí)時(shí)波譜與
成像技術(shù)及單分子檢測(cè)技術(shù)研究。發(fā)展超高時(shí)空分辨的蛋白質(zhì)定
位動(dòng)態(tài)波譜與成像技術(shù)；發(fā)展研究蛋白質(zhì)動(dòng)態(tài)過程的高靈敏度檢
測(cè)技術(shù)。發(fā)展細(xì)胞、組織的在體實(shí)時(shí)蛋白質(zhì)分子事件的三維動(dòng)態(tài)
信息可視化的方法和技術(shù)。
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、動(dòng)力學(xué)的計(jì)算生物學(xué)研究。發(fā)展與蛋白質(zhì)三維
結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、蛋白質(zhì)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)及反應(yīng)過
程模擬方法的研究。
蛋白質(zhì)生物學(xué)問題的理論探討與模型研究。發(fā)展蛋白質(zhì)科學(xué)
有關(guān)的新概念、新學(xué)說，發(fā)展針對(duì)重大生物學(xué)問題的數(shù)學(xué)模型，
提供實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的理論假設(shè)。
（四）蛋白質(zhì)合成、降解與調(diào)控機(jī)制研究
研究基因轉(zhuǎn)錄、mRNA加工和蛋白質(zhì)翻譯、新生肽鏈折疊的
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分子調(diào)控機(jī)制；研究蛋白質(zhì)折疊相關(guān)疾病發(fā)生的分子機(jī)理及防治
策略。
染色質(zhì)修飾和非編碼RNA的表觀遺傳效應(yīng)研究。研究核小
體的組裝與去組裝機(jī)制；研究染色質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)形成、異染色質(zhì)與
基因沉默的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；研究mRNA的調(diào)控機(jī)制；研究非編碼RNA
的分子調(diào)控機(jī)理；研究核糖體與其它翻譯因子的相互作用。
蛋白質(zhì)的錯(cuò)誤折疊、聚集、降解和蛋白質(zhì)質(zhì)量控制研究。研
究蛋白質(zhì)折疊、組裝的物理和化學(xué)原理；研究在分子伴侶蛋白幫
助下多亞基蛋白復(fù)合物的組裝機(jī)理；研究蛋白質(zhì)質(zhì)量控制和逃逸
的分子機(jī)理以及由此引起的“折疊病”的病理基礎(chǔ)；研究脅迫條
件下的蛋白質(zhì)去折疊、降解與淀粉樣纖維化的形成機(jī)理。
蛋白質(zhì)膜轉(zhuǎn)運(yùn)的分子調(diào)控機(jī)制研究。研究膜蛋白在亞細(xì)胞的
定位以及在膜上的折疊組裝；研究膜蛋白與相關(guān)蛋白質(zhì)及膜組分
的相互作用及其調(diào)控機(jī)制。
活細(xì)胞蛋白質(zhì)的單分子研究。研究在單分子水平的蛋白質(zhì)活
動(dòng)規(guī)律及其相互作用的工作原理。
（五）蛋白質(zhì)生物學(xué)功能研究
研究免疫調(diào)節(jié)和細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等重要生命活動(dòng)相關(guān)的蛋白
質(zhì)的分子作用機(jī)制；研究重要的蛋白質(zhì)復(fù)合體以及蛋白質(zhì)相互作
用網(wǎng)絡(luò)的功能。
細(xì)胞重要活動(dòng)相關(guān)蛋白質(zhì)的作用機(jī)制研究。研究與細(xì)胞代
謝、細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡、自噬過程相關(guān)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能；
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研究腫瘤微環(huán)境中蛋白質(zhì)與腫瘤細(xì)胞發(fā)生與發(fā)展的關(guān)系；研究參
與細(xì)胞代謝過程的蛋白質(zhì)的分子作用機(jī)理；研究端粒蛋白質(zhì)的結(jié)
構(gòu)與功能。
組織器官的系統(tǒng)發(fā)育與重塑相關(guān)重要蛋白質(zhì)的作用機(jī)制研
究。研究重要組織器官的發(fā)育和重塑等生理過程中相關(guān)蛋白質(zhì)的
作用機(jī)制；研究這些組織病理變化中的相關(guān)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能
改變。
神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和信息處理相關(guān)蛋白質(zhì)的作用機(jī)制研究。研究
與神經(jīng)系統(tǒng)信號(hào)傳遞、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、精神疾病、神經(jīng)退行性疾
病相關(guān)的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和調(diào)控機(jī)制；研究蛋白質(zhì)在神經(jīng)信息處理
功能過程中的作用機(jī)制。
免疫相關(guān)蛋白質(zhì)的作用機(jī)制研究。研究免疫調(diào)控因子在疾病
和自身免疫過程中的調(diào)控作用；發(fā)展能夠靶向作用于腫瘤細(xì)胞并
克服免疫耐受的新型融合蛋白；研究病毒等病原微生物與免疫系
統(tǒng)相互作用的分子機(jī)制；研究免疫細(xì)胞各種受體分子與細(xì)胞調(diào)控
因子相互識(shí)別的機(jī)制。
病原微生物侵染、復(fù)制和致病的作用機(jī)制研究。研究病毒、
病原菌等重要病原微生物識(shí)別、入侵宿主的分子機(jī)制和結(jié)構(gòu)基
礎(chǔ)；研究病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄、復(fù)制、包裝和釋放的動(dòng)態(tài)機(jī)制
和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；研究病原微生物致病的分子機(jī)制；研究病原微生物
產(chǎn)生耐藥性的分子機(jī)制和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
與植物發(fā)育和農(nóng)作物重要性狀相關(guān)蛋白質(zhì)的作用機(jī)制研究。
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研究參與植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和發(fā)育等過程的重要蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和
分子作用機(jī)制。
（六）系統(tǒng)生物學(xué)研究
以蛋白質(zhì)研究為核心，將生物系統(tǒng)內(nèi)基因、代謝小分子等其
它構(gòu)成要素整合進(jìn)行研究；針對(duì)多細(xì)胞生物，實(shí)現(xiàn)從分子到細(xì)胞、
到組織、到整體的多層次的整合研究；開展對(duì)生物系統(tǒng)的功能元#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
件構(gòu)成、相互作用網(wǎng)絡(luò)和動(dòng)態(tài)變化等方面的研究。
重要細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的系統(tǒng)生物學(xué)研究。研究細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)
導(dǎo)過程中的蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)過程；研究
細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中各種蛋白質(zhì)修飾的動(dòng)態(tài)傳遞網(wǎng)絡(luò)；研究重要
信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路間相互作用的分子機(jī)制。
細(xì)胞活動(dòng)中蛋白質(zhì)動(dòng)態(tài)行為的系統(tǒng)生物學(xué)研究。研究細(xì)胞活
動(dòng)中各時(shí)程的組蛋白的各種修飾形式之間的調(diào)控關(guān)系；研究基因
表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)與代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等不同生物分子網(wǎng)絡(luò)之間的相互
作用。
復(fù)雜分子網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、定量表征的理論研究。發(fā)展系統(tǒng)生物學(xué)
理論和建模算法，研究復(fù)雜生物分子網(wǎng)絡(luò)的整體特性與細(xì)胞或個(gè)
體表型之間的聯(lián)系；研究復(fù)雜生物網(wǎng)絡(luò)中的系統(tǒng)控制關(guān)系，以及
網(wǎng)絡(luò)的魯棒性和動(dòng)態(tài)特性等；發(fā)展可用于各類組學(xué)及其它實(shí)驗(yàn)數(shù)
據(jù)進(jìn)行對(duì)接與整合的方法與平臺(tái)。
細(xì)胞功能元件及模塊的設(shè)計(jì)與合成研究。從天然生物體系中
發(fā)掘不同類型的功能元件結(jié)構(gòu)特征，研究其相互作用規(guī)律和功能
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原理；開展新的功能元件及模塊、蛋白質(zhì)機(jī)器的設(shè)計(jì)、合成和組
裝研究；開展代謝途徑、代謝網(wǎng)絡(luò)或信號(hào)傳導(dǎo)通路的優(yōu)化與重構(gòu)
研究。
（七）蛋白質(zhì)藥物靶標(biāo)和分子診療技術(shù)研究
在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能研究的基礎(chǔ)上，開展蛋白質(zhì)藥物靶標(biāo)的
研究，開展基于蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)的分子診療技術(shù)研究。
基于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的藥物靶標(biāo)及小分子配基研究。開展
蛋白質(zhì)候選靶標(biāo)的確證及基于蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)和藥
物篩選；發(fā)展在蛋白質(zhì)組水平精確測(cè)定藥物與靶標(biāo)蛋白相互作用
的特異性和選擇性的研究技術(shù)；發(fā)展具有潛在藥物價(jià)值的新功能
蛋白質(zhì)與多肽；開展基于化學(xué)小分子配基的蛋白質(zhì)生物學(xué)功能的
研究；開展基于定量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的
藥物或先導(dǎo)化合物的未知藥物靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)研究。
基于蛋白質(zhì)相互作用的疾病分子標(biāo)記物發(fā)現(xiàn)技術(shù)研究。發(fā)展
基于蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)作用與蛋白質(zhì)折疊過程的分子標(biāo)記物的篩選
技術(shù)；發(fā)展基于蛋白質(zhì)作用網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)行為調(diào)控機(jī)制的分子標(biāo)記
物發(fā)現(xiàn)技術(shù)方法；發(fā)展基于分子標(biāo)記物的疾病早期診斷技術(shù)方
法。
四、保障措施
（一）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，實(shí)施好專項(xiàng)研究計(jì)劃
繼續(xù)實(shí)施蛋白質(zhì)研究重大科學(xué)研究計(jì)劃，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)與統(tǒng)
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籌協(xié)調(diào)，面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和世界科學(xué)前沿，進(jìn)一步強(qiáng)化重
大科學(xué)目標(biāo)導(dǎo)向，完善項(xiàng)目首席科學(xué)家負(fù)責(zé)制及鼓勵(lì)創(chuàng)新的評(píng)價(jià)
機(jī)制，促進(jìn)系統(tǒng)性、原創(chuàng)性重大成果的產(chǎn)出。
（二）加強(qiáng)基地建設(shè)，促進(jìn)項(xiàng)目、基地、人才結(jié)合
繼續(xù)加強(qiáng)蛋白質(zhì)研究基地建設(shè)，充分發(fā)揮國(guó)家蛋白質(zhì)科學(xué)基
礎(chǔ)設(shè)施、相關(guān)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等研究基地的科研平臺(tái)作用，促進(jìn)
項(xiàng)目、基地與人才的緊密結(jié)合；強(qiáng)化科技資源開放共享機(jī)制，促
進(jìn)科技資源的合理配置和高效利用。
（三）加大創(chuàng)新人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度
充分利用各種高層次人才計(jì)劃，培養(yǎng)和造就一批具有國(guó)際視
野、能夠引領(lǐng)蛋白質(zhì)研究領(lǐng)域?qū)W科發(fā)展的高水平領(lǐng)軍人才，創(chuàng)新
體制機(jī)制、優(yōu)化政策環(huán)境、強(qiáng)化保障措施，加大海外優(yōu)秀人才的
引進(jìn)力度，建設(shè)國(guó)際一流水平的蛋白質(zhì)研究團(tuán)隊(duì)。
（四）加強(qiáng)國(guó)際合作與科學(xué)普及
吸納優(yōu)秀外國(guó)科學(xué)家和海外優(yōu)秀華人學(xué)者以多種方式參與
蛋白質(zhì)研究重大科學(xué)研究計(jì)劃實(shí)施，支持我國(guó)科學(xué)家參與國(guó)際合
作和在國(guó)際組織中任職，鼓勵(lì)提出國(guó)際合作計(jì)劃。重視科學(xué)普及，
弘揚(yáng)科學(xué)精神，將科學(xué)普及工作作為重大科學(xué)研究計(jì)劃實(shí)施的目
標(biāo)和任務(wù)之一，促進(jìn)全民科學(xué)素養(yǎng)的提高。
發(fā)育與生殖研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃
“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃
（公示稿）
中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部
2012年4月
目目錄
一、形勢(shì)與需求...........................................................................1
二、總體思路與發(fā)展目標(biāo)...........................................................2
（一）總體思路.....................................................................2
（二）發(fā)展目標(biāo).....................................................................3
三、主要任務(wù)...............................................................................3
（一）胚胎與器官發(fā)育.........................................................4
（二）生殖發(fā)育與生殖調(diào)控.................................................7
（三）發(fā)育與生殖相關(guān)重大疾病的基礎(chǔ)研究.....................9
（四）發(fā)育與生殖研究系統(tǒng)與平臺(tái)建設(shè)...........................10
四、保障措施.............................................................................11
（一）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，實(shí)施好專項(xiàng)研究計(jì)劃...................11
（二）加強(qiáng)基地建設(shè)，促進(jìn)項(xiàng)目、基地、人才結(jié)合.......12
（三）加大創(chuàng)新人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度...............................12
（四）加強(qiáng)國(guó)際合作與科學(xué)普及.......................................12
1
一、形勢(shì)與需求
發(fā)育與生殖研究及其應(yīng)用涉及生命科學(xué)和生物醫(yī)藥等諸多
領(lǐng)域，其發(fā)展不僅可以推動(dòng)生命科學(xué)多個(gè)科學(xué)問題的解決和多個(gè)
學(xué)科的發(fā)展，還將在基因治療、細(xì)胞治療、組織器官移植、新藥
開發(fā)等領(lǐng)域產(chǎn)生極其重要的影響。對(duì)生殖與發(fā)育過程中各種細(xì)
胞、組織和器官形成調(diào)節(jié)機(jī)理的深入探討將有助于從根本上理解
各種生殖與發(fā)育過程、認(rèn)識(shí)人類生殖障礙及胎兒發(fā)育缺陷產(chǎn)生的
原因。
我國(guó)是世界上人口出生缺陷和不孕不育癥的高發(fā)國(guó)之一。盡
管當(dāng)前輔助生殖技術(shù)如人工授精、試管嬰兒等已經(jīng)在臨床應(yīng)用上
有了長(zhǎng)足的發(fā)展，但其潛在風(fēng)險(xiǎn)日益成為人類社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，
這也使得輔助生殖技術(shù)的全面安全評(píng)估以及更加先進(jìn)的低損傷
操作技術(shù)的發(fā)展成為未來輔助生殖技術(shù)發(fā)展的重要方向。同時(shí)，
越來越多的研究顯示人類重大疾病的發(fā)生與發(fā)育異常相關(guān)。因
此，防治不孕不育、出生缺陷以及發(fā)育相關(guān)重大成年疾病，實(shí)現(xiàn)
我國(guó)人口健康戰(zhàn)略將有賴于繼續(xù)深入開展發(fā)育與生殖基礎(chǔ)研究，
進(jìn)一步揭示生物個(gè)體的配子形成、受精、胚胎植入和發(fā)育、組織
器官的發(fā)生和形成、個(gè)體衰老等過程的生物學(xué)規(guī)律。
“十一五”期間，發(fā)育與生殖重大科學(xué)研究計(jì)劃在組織器官
發(fā)育、胚胎操作安全性、生殖調(diào)控等領(lǐng)域取得了一批重要的研究
成果。在發(fā)育生物學(xué)方面，以模式動(dòng)物秀麗線蟲為對(duì)象，揭示了
2
一種新的凋亡細(xì)胞清除機(jī)制，并揭示了凋亡細(xì)胞清除過程中吞噬
受體的調(diào)控機(jī)制。在生殖生物學(xué)方面，發(fā)現(xiàn)輔助生育技術(shù)中胚胎
操作導(dǎo)致子代小鼠發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病的風(fēng)險(xiǎn)性增高，提示
目前的活檢技術(shù)有一定的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)。利用自發(fā)基因突變小鼠
模型，證明了卵泡顆粒細(xì)胞中的C-型鈉肽及其受體是維持卵母#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
細(xì)胞減數(shù)分裂阻滯的因子。在Cell、Nature、Science等國(guó)際著名
雜志上發(fā)表了一系列高質(zhì)量的論文。各種先進(jìn)的工具、手段及模
式動(dòng)物的運(yùn)用使我國(guó)發(fā)育與生殖研究的發(fā)展逐步與國(guó)際前沿接
軌，為下一步做出原始創(chuàng)新成果和完善輔助生殖技術(shù)奠定了扎實(shí)
的基礎(chǔ)。在已有初步布局的基礎(chǔ)上，“十二五”期間我國(guó)應(yīng)重點(diǎn)
加強(qiáng)發(fā)育與生殖基礎(chǔ)研究的模式動(dòng)物平臺(tái)和研究系統(tǒng)，尤其是亟
待重點(diǎn)布局有中國(guó)特色的大動(dòng)物研究體系。同時(shí)，需整合基礎(chǔ)和
臨床研究隊(duì)伍，部署開展發(fā)育與生殖相關(guān)重大疾病發(fā)生機(jī)理的研
究。此外，在胚胎發(fā)育和生殖調(diào)控研究方面，需進(jìn)一步圍繞重大
目標(biāo)，深入開展機(jī)制研究。
二、總體思路與發(fā)展目標(biāo)
（一）總體思路
以發(fā)育與生殖為主線，從解答基礎(chǔ)性、前沿性重要科學(xué)問題
出發(fā)，整合多學(xué)科涌現(xiàn)的新技術(shù)、新方法和新模型，按三大研究
方向、一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行布局，即“胚胎與器官發(fā)育”、“生殖發(fā)
育與生殖調(diào)控”、“發(fā)育與生殖相關(guān)重大疾病的基礎(chǔ)研究”和“發(fā)
育與生殖研究系統(tǒng)平臺(tái)”，重點(diǎn)研究胚胎發(fā)育與出生缺陷、生育
3
調(diào)節(jié)、器官發(fā)育及調(diào)控、生殖與發(fā)育相關(guān)重大疾病的發(fā)病機(jī)理等，
為降低出生缺陷、提高人口健康水平，以及加快生殖技術(shù)、再生
醫(yī)學(xué)與組織工程技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化提供重大理論和關(guān)鍵技術(shù)
支撐。
（二）發(fā)展目標(biāo)
通過發(fā)育與生殖重大研究計(jì)劃實(shí)施，吸引和培養(yǎng)一大批優(yōu)秀
人才，培養(yǎng)若干國(guó)家級(jí)創(chuàng)新群體，使從事發(fā)育與生殖研究的優(yōu)秀
學(xué)術(shù)帶頭人和科研骨干達(dá)到300位；建立具有國(guó)際領(lǐng)先水平的
豬、猴等大動(dòng)物發(fā)育與生殖研究模型及疾病模型；在精子發(fā)生與
成熟、減數(shù)分裂機(jī)制、胚胎與器官發(fā)育、輔助生殖技術(shù)等領(lǐng)域取
得重大突破；通過發(fā)育與生殖基礎(chǔ)及臨床研究的深入結(jié)合，闡釋
若干發(fā)育與生殖重大疾病的發(fā)病機(jī)制，進(jìn)一步發(fā)展從源頭上干預(yù)
和防治出生缺陷和不孕不育診治的新策略、新方法，提升輔助生
殖技術(shù)的安全性，為提高出生人口素質(zhì)、保障人口健康做出重大
貢獻(xiàn)。
三、主要任務(wù)
根據(jù)我國(guó)當(dāng)前人口健康的重大需求和《規(guī)劃綱要》相關(guān)內(nèi)容，
結(jié)合發(fā)育與生殖領(lǐng)域面臨的問題和生殖健康基礎(chǔ)研究的重點(diǎn)，
“十二五”期間，發(fā)育與生殖研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃將重點(diǎn)
布局“胚胎與器官發(fā)育”、“生殖發(fā)育與生殖調(diào)控”、“發(fā)育與生殖
相關(guān)重大疾病的基礎(chǔ)研究”和“發(fā)育與生殖研究系統(tǒng)平臺(tái)”等四
個(gè)方向。
4
（一）胚胎與器官發(fā)育
胚胎發(fā)育與器官形成的發(fā)育與進(jìn)化規(guī)律。從比較發(fā)育生物
學(xué)、發(fā)育進(jìn)化生物學(xué)的視角，利用基因組、轉(zhuǎn)錄本組、蛋白質(zhì)組、
表觀遺傳等海量生物信息資源，探索發(fā)育過程的特征和規(guī)律；開
發(fā)研究發(fā)育進(jìn)化的計(jì)算生物學(xué)新技術(shù)、新方法；建立研究發(fā)育進(jìn)
化過程的數(shù)學(xué)模型及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證體系。
胚胎早期發(fā)育和圖式建立的分子機(jī)制及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。母體因
素對(duì)胚胎發(fā)育的調(diào)控研究；胚胎早期發(fā)育的表觀遺傳調(diào)控研究；
胚層形成和分化的分子機(jī)理研究；背腹、前后軸線的建立和分化
研究；左右不對(duì)稱性的建立與器官的不對(duì)稱發(fā)育研究；胚胎細(xì)胞
的極性與定向遷移研究；形態(tài)素的形成及其調(diào)控機(jī)理研究；驅(qū)動(dòng)
早期胚胎細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的能量來源及其調(diào)控機(jī)制研究；發(fā)育相關(guān)的重
要信號(hào)通路的調(diào)節(jié)研究等。
胚胎期和出生后神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和神經(jīng)可塑性。神經(jīng)外胚層
的誘導(dǎo)和分化的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究；神經(jīng)嵴細(xì)胞的遷移和分化的
調(diào)控研究；神經(jīng)軸突和樹突生長(zhǎng)與定向的內(nèi)因和外因研究；神經(jīng)
網(wǎng)絡(luò)的建立和功能維持研究；出生后神經(jīng)可塑性研究；神經(jīng)環(huán)路
修飾和重建研究；幼年期和青少年心理發(fā)育的過程和生物學(xué)基礎(chǔ)
研究。
中胚層組織器官的胚胎期發(fā)育規(guī)律及出生后發(fā)育。中胚層組
織器官前體細(xì)胞的命運(yùn)決定研究；器官原基形成和形態(tài)構(gòu)建研
究；相關(guān)組織器官發(fā)育中的上皮細(xì)胞與間質(zhì)細(xì)胞間的轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)研
5
究；組織干細(xì)胞在相關(guān)組織器官發(fā)育和衰老中的作用研究；相關(guān)
組織器官內(nèi)細(xì)胞分化的調(diào)控研究；出生后血細(xì)胞的形成、分化機(jī)
理研究；出生后血管形成和再生、血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移的機(jī)理研究；
胚胎期和出生后免疫系統(tǒng)的發(fā)育和成熟、免疫細(xì)胞的發(fā)生和調(diào)控
機(jī)理研究。
內(nèi)胚層器官發(fā)育的調(diào)控。胚胎腸管前后軸線的分化機(jī)制研
究；內(nèi)胚層器官前體細(xì)胞的遷移調(diào)控研究；內(nèi)胚層器官的形態(tài)構(gòu)
建過程與調(diào)控研究；內(nèi)胚層器官內(nèi)細(xì)胞分化、細(xì)胞更新和功能活
動(dòng)的分子調(diào)控研究；內(nèi)胚層來源器官和組織出生后在外部環(huán)境影
響下發(fā)育性變化和修復(fù)研究。
老化及其調(diào)控的發(fā)育生物學(xué)機(jī)理及控制手段。外胚層來源組
織和器官的衰老機(jī)理研究；中胚層來源組織和器官的衰老機(jī)理研
究；內(nèi)胚層來源組織和器官的衰老機(jī)理研究；老化過程中干細(xì)胞
調(diào)控作用和機(jī)制研究、老化過程的生理和代謝過程研究；正常老
化與異常老化的區(qū)別研究；老化的遺傳學(xué)分析研究；老化的機(jī)理
及控制的方法研究；影響壽命的基因和環(huán)境因素研究。
組織器官的再生和修復(fù)機(jī)理與組織工程。利用標(biāo)記技術(shù)實(shí)時(shí)
動(dòng)態(tài)觀察、描述特定組織器官的再生過程；特定器官再生的細(xì)胞
來源以及組織干細(xì)胞在再生和修復(fù)過程中的作用研究；再生中細(xì)
胞去分化和再分化的調(diào)控機(jī)制研究；組織器官再生中的大小控制
機(jī)制研究；組織器官體外再生后修復(fù)的模型建立研究。
發(fā)育的代謝調(diào)控。利用代謝組學(xué)的方法，開展肌肉、脂肪發(fā)
6
育決定的調(diào)控機(jī)制研究，挖掘與鑒定參與發(fā)育調(diào)控的重要代謝中
間產(chǎn)物；開展代謝的動(dòng)態(tài)變化、紊亂與發(fā)育調(diào)控的關(guān)系研究；研
究線粒體在生殖和發(fā)育過程中的動(dòng)態(tài)變化及其對(duì)發(fā)育過程的影
響；細(xì)胞凋亡對(duì)生殖發(fā)育的調(diào)控研究；凋亡細(xì)胞吞噬的分子機(jī)理
及其對(duì)發(fā)育的調(diào)控作用研究。
表觀遺傳信號(hào)的跨代傳遞及對(duì)后代發(fā)育、疾病易感的影響機(jī)
制。研究表觀遺傳信號(hào)是否可以跨代傳遞以及傳遞的方式，探討
可傳遞者逃脫生殖細(xì)胞發(fā)育和受精后基因組范圍內(nèi)表觀信號(hào)大
規(guī)模清洗的機(jī)制，研究表觀遺傳信號(hào)跨代傳遞對(duì)子代發(fā)育以及疾
病易感性的影響。
異常遺傳及環(huán)境因素對(duì)組織器官發(fā)育的影響及其相關(guān)重大
疾病機(jī)制。發(fā)現(xiàn)與組織和器官發(fā)育有關(guān)的重大疾病的基因；鑒定
影響組織和器官發(fā)育相關(guān)重大疾病的環(huán)境因子；探討異常遺傳和
不利環(huán)境因素對(duì)組織和器官發(fā)育過程有重大影響的機(jī)制；研究異
常遺傳和不利環(huán)境因素的相互作用對(duì)疾病發(fā)生的影響；揭示炎癥
反應(yīng)和炎癥因子對(duì)胚胎發(fā)育和相關(guān)疾病的影響。
器官結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)發(fā)育的分子影像數(shù)字文庫(kù)。建立應(yīng)用于發(fā)育#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
與生殖生物學(xué)研究的現(xiàn)代影像平臺(tái)；采用生物、物理、化學(xué)以及
信息科學(xué)等多學(xué)科交叉整合的方法，選擇不同物種的若干代表性
器官，在細(xì)胞和亞細(xì)胞尺度上對(duì)其結(jié)構(gòu)與發(fā)育進(jìn)行動(dòng)態(tài)影像學(xué)分
析，建立完整的、高清晰度的多維（包括空間、時(shí)間和1個(gè)分子
維度）數(shù)字影像，并研究開發(fā)出若干標(biāo)記和示蹤胚胎細(xì)胞或細(xì)胞
7
器的新技術(shù)。
植物胚胎和胚乳發(fā)育的調(diào)控。合子極性建立及胚胎形態(tài)建成
的分子遺傳及表觀遺傳調(diào)控研究；胚胎和胚乳發(fā)育過程中的轉(zhuǎn)錄
調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究；胚乳早期發(fā)育及形態(tài)建成的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究；
胚胎和胚乳發(fā)育過程中的激素調(diào)控研究。
植物器官發(fā)生與形態(tài)建成的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。植物地上器官發(fā)生、
成熟、衰老的分子基礎(chǔ)及其對(duì)植物生長(zhǎng)和適應(yīng)性的調(diào)節(jié)機(jī)理研
究；植物開花、生殖器官形態(tài)建成等有性生殖過程的分子機(jī)理研
究；環(huán)境因素影響植物復(fù)雜性狀形成和可塑性的遺傳與表觀遺傳
機(jī)制研究；根系生長(zhǎng)發(fā)育的分子調(diào)控和網(wǎng)絡(luò)研究。
（二）生殖發(fā)育與生殖調(diào)控
減數(shù)分裂的調(diào)控機(jī)制。雌雄減數(shù)分裂調(diào)控差異的分子基礎(chǔ)研
究；有絲分裂向減數(shù)分裂轉(zhuǎn)變的機(jī)制研究；同源染色體識(shí)別、配
對(duì)、聯(lián)會(huì)、交換與精確分離的機(jī)制研究；減數(shù)分裂細(xì)胞周期檢驗(yàn)
點(diǎn)調(diào)控的分子機(jī)理研究；減數(shù)分裂停滯與恢復(fù)的調(diào)節(jié)機(jī)制研究；
減數(shù)分裂的分子進(jìn)化研究；遺傳和環(huán)境因素影響減數(shù)分裂的機(jī)理
研究。
原始生殖細(xì)胞的起源和生殖細(xì)胞的命運(yùn)決定。利用模式動(dòng)物
和人類細(xì)胞模型，篩選參與原始生殖細(xì)胞起源、遷移、增殖和減
數(shù)分裂啟動(dòng)的關(guān)鍵基因；解析原始生殖細(xì)胞命運(yùn)決定的分子基
礎(chǔ)；探討原始生殖細(xì)胞與性腺發(fā)生的調(diào)控機(jī)理。
配子發(fā)生、成熟與受精的分子基礎(chǔ)。生殖細(xì)胞發(fā)生、成熟、
8
存活和凋亡的調(diào)控機(jī)理研究；精卵識(shí)別與受精機(jī)制研究；母源及
父源因素對(duì)早期胚胎發(fā)育的作用研究；基于上述過程的新型避孕
候選藥物的篩選和功能評(píng)價(jià)研究。
卵泡形成、發(fā)育和排卵的分子機(jī)制。卵泡發(fā)生和啟動(dòng)發(fā)育的
分子基礎(chǔ)和機(jī)制研究；優(yōu)勢(shì)卵泡選擇和排卵的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研
究；卵泡閉鎖的分子標(biāo)記研究。
妊娠過程中胚胎的選擇機(jī)制。早期胚胎發(fā)育的表觀遺傳選擇
基礎(chǔ)研究；滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育與命運(yùn)決定的分子機(jī)制研究；母胎妊
娠對(duì)話和組織相容的分子基礎(chǔ)研究；胚泡發(fā)育的免疫豁免機(jī)制研
究；胎盤屏障建立與維持的分子機(jī)制研究；分娩啟動(dòng)的調(diào)控機(jī)理
研究。
胚胎操作安全性研究與技術(shù)體系優(yōu)化。跟蹤人工輔助生殖子
代發(fā)育的相關(guān)信息，并完善相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)；建立評(píng)估人工輔助生殖
技術(shù)安全性的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型，研究胚胎操作相關(guān)的不良妊娠結(jié)局
的發(fā)生機(jī)制；在符合醫(yī)學(xué)倫理要求的前提下，利用臨床資源，進(jìn)
行人類胚胎操作安全性研究；探索胚胎操作安全性的分子標(biāo)識(shí)與
新方法，優(yōu)化胚胎操作體系。
人類生殖相關(guān)器官、組織與細(xì)胞資源庫(kù)。以國(guó)內(nèi)多個(gè)臨床大
中心合作方式，建立人類生殖相關(guān)器官、組織與細(xì)胞資源庫(kù)及其
相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)開展生殖器官、組織與細(xì)胞
保存的基礎(chǔ)研究。
植物有性生殖的分子機(jī)理。植物生殖器官和配子體發(fā)育的機(jī)
9
理研究；植物授粉和受精過程的分子機(jī)理研究；合子極性建立及
胚胎形態(tài)建成的分子基礎(chǔ)及表觀遺傳調(diào)控研究；植物性別決定和
分化的分子機(jī)理研究；減數(shù)分裂調(diào)控與無融合生殖的遺傳基礎(chǔ)研
究；植物生殖障礙的分子和進(jìn)化機(jī)理研究。
（三）發(fā)育與生殖相關(guān)重大疾病的基礎(chǔ)研究
重要妊娠疾病的發(fā)生機(jī)制。針對(duì)我國(guó)高發(fā)的妊娠疾病，如習(xí)
慣性流產(chǎn)、子癇前期、早產(chǎn)等，開展大樣本的有中國(guó)人特征的重
要遺傳特征研究，篩選和鑒定疾病預(yù)測(cè)和篩查的分子標(biāo)記，闡明
疾病的遺傳和表觀遺傳學(xué)分子基礎(chǔ)，并闡釋它們對(duì)后代遠(yuǎn)期發(fā)育
的影響，為疾病的整合性治療提供科學(xué)的分子靶標(biāo)庫(kù)。
人類出生缺陷的遺傳機(jī)理。人類出生缺陷的遺傳與發(fā)育機(jī)理
研究；建立人類重大出生缺陷和疾病的動(dòng)物模型；出生缺陷的遺
傳診斷和防治技術(shù)研究。
神經(jīng)精神性疾病的胚源機(jī)制。胚胎期和嬰兒期腦發(fā)育的調(diào)控
機(jī)理研究；腦發(fā)育異常導(dǎo)致的常見神經(jīng)精神性疾病的神經(jīng)生物
學(xué)、遺傳和分子機(jī)制研究；建立神經(jīng)精神性疾病的早期診斷和早
期干預(yù)治療的理論基礎(chǔ)和方法。
組織器官退行性病變的生物學(xué)基礎(chǔ)。退行性病變的遺傳學(xué)和
生物化學(xué)研究；退行性病變與生理過程的相互關(guān)系研究；退行性
病變的基因診斷研究；細(xì)胞死亡與退行性病變的關(guān)系研究等。
癌癥的發(fā)育生物學(xué)研究。癌基因和抑癌基因?qū)?xì)胞、組織與
器官發(fā)育的影響研究；發(fā)育過程中細(xì)胞分裂和增殖異常與癌癥的
10
機(jī)理研究；癌癥的遺傳發(fā)育學(xué)基礎(chǔ)研究。
排卵障礙性疾病的分子基礎(chǔ)。篩選和鑒定排卵障礙性疾病相
關(guān)候選基因，研究其與內(nèi)分泌紊亂的關(guān)系；研究排卵障礙性疾病
導(dǎo)致的以胰島素抵抗為核心的代謝障礙機(jī)制，解析排卵障礙性疾
病的發(fā)病機(jī)制，發(fā)展疾病防治與干預(yù)新方法。
生育能力維持與疾病。生育能力減退、喪失的遺傳學(xué)機(jī)理研
究；重大疾病及其治療過程對(duì)生育能力的暫時(shí)和永久損害研究；
傳統(tǒng)中醫(yī)藥與小分子化合物對(duì)生育能力的維持和促進(jìn)研究；生育
力重塑和生殖器官體外重建研究。
營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境因素導(dǎo)致發(fā)育與生殖缺陷的分子機(jī)理。營(yíng)養(yǎng)和環(huán)
境因素對(duì)胚胎發(fā)育的影響及其機(jī)理研究；我國(guó)出生缺陷高發(fā)區(qū)的
重大環(huán)境因素的篩查及其影響的分子機(jī)理研究；我國(guó)主要污染物
和營(yíng)養(yǎng)缺陷對(duì)生殖發(fā)育和胚胎發(fā)育的影響及其細(xì)胞、分子基礎(chǔ)研
究；實(shí)時(shí)監(jiān)控重大環(huán)境污染物的動(dòng)物模型研究。
（四）發(fā)育與生殖研究系統(tǒng)與平臺(tái)建設(shè)
人類重大疾病的轉(zhuǎn)基因靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型研究。開展豬等家畜
或嚙齒類動(dòng)物干細(xì)胞與靈長(zhǎng)類胚胎或個(gè)體嵌合、移植后的發(fā)育能
力以及嵌合與器官移植的組織相容性的分子基礎(chǔ)研究；采用新途
徑建立人類重大疾病的靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型，深入理解組織相容性
（MHC基因家族）的分子基礎(chǔ)。
發(fā)育與生殖研究傳統(tǒng)模式生物平臺(tái)與資源庫(kù)。結(jié)合發(fā)育與生
殖研究，建立與完善小分子藥物篩選技術(shù)平臺(tái)；建立與完善果蠅、
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線蟲、爪蟾、斑馬魚等共享型模式生物資源庫(kù)。
小鼠/大鼠生殖發(fā)育疾病模型。系統(tǒng)開展小鼠/大鼠發(fā)育與生
殖相關(guān)模型資源收集與整理；大力發(fā)展新的小鼠/大鼠生殖發(fā)育
疾病研究模型。
大動(dòng)物模式系統(tǒng)。系統(tǒng)研究豬、猴等的基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、
免疫組學(xué)、代謝組學(xué)，研究豬和猴生殖和發(fā)育生物學(xué)特點(diǎn)，完善
豬和猴研究相關(guān)的生理學(xué)、免疫學(xué)、影像學(xué)等技術(shù)手段，建立相
關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)；開發(fā)相關(guān)的細(xì)胞系、分子標(biāo)記探針、特異性抗體等檢#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
測(cè)手段，促進(jìn)豬、猴等大動(dòng)物成為發(fā)育與生殖研究的模式系統(tǒng)。
大動(dòng)物基因修飾技術(shù)的整合與創(chuàng)新。以豬為模型建立誘變等
基因修飾和基因挖掘的新技術(shù)，篩選具有特殊性狀的品系，開展
大動(dòng)物新基因和重要功能基因的分子機(jī)理研究；建立大動(dòng)物的基
因定點(diǎn)敲入和敲除技術(shù)，促進(jìn)發(fā)育與生殖、生物醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)與臨
床研究。
發(fā)育與生殖的安全性和倫理學(xué)研究及社會(huì)服務(wù)。進(jìn)一步完善
發(fā)育、生殖與再生醫(yī)學(xué)研究及應(yīng)用的安全性和倫理學(xué)指導(dǎo)原則，
建立發(fā)育與生殖研究成果和資源社會(huì)化利用的網(wǎng)絡(luò)體系。
四、保障措施
（一）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，實(shí)施好專項(xiàng)研究計(jì)劃
繼續(xù)實(shí)施發(fā)育與生殖研究重大科學(xué)研究計(jì)劃，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)
與統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，面向人口健康國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和生殖與發(fā)育世界
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科學(xué)前沿，進(jìn)一步強(qiáng)化重大科學(xué)目標(biāo)導(dǎo)向，完善項(xiàng)目首席科學(xué)家
負(fù)責(zé)制及鼓勵(lì)創(chuàng)新的評(píng)價(jià)機(jī)制，促進(jìn)系統(tǒng)性、原創(chuàng)性重大成果的
產(chǎn)出。
（二）加強(qiáng)基地建設(shè)，促進(jìn)項(xiàng)目、基地、人才結(jié)合
繼續(xù)加強(qiáng)發(fā)育與生殖研究基地建設(shè)，充分發(fā)揮國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)
室、國(guó)家輔助生殖工程中心等研究基地的科研平臺(tái)作用，促進(jìn)項(xiàng)
目、基地與人才緊密結(jié)合；強(qiáng)化科技資源開放共享機(jī)制，促進(jìn)科
技資源的合理配置和高效利用。
（三）加大創(chuàng)新人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度
充分利用各種高層次人才計(jì)劃，培養(yǎng)和造就一批具有國(guó)際視
野、能夠引領(lǐng)發(fā)育與生殖科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高水平領(lǐng)軍人才，創(chuàng)新
體制機(jī)制、優(yōu)化政策環(huán)境、強(qiáng)化保障措施，加大海外優(yōu)秀人才的
引進(jìn)力度，建設(shè)國(guó)際一流水平的發(fā)育與生殖研究團(tuán)隊(duì)。
（四）加強(qiáng)國(guó)際合作與科學(xué)普及
吸納優(yōu)秀外國(guó)科學(xué)家和海外優(yōu)秀華人學(xué)者以多種方式參與
發(fā)育與生殖研究重大科學(xué)研究計(jì)劃實(shí)施，支持我國(guó)科學(xué)家參與國(guó)
際合作和在國(guó)際組織中任職，鼓勵(lì)提出國(guó)際合作計(jì)劃。重視科學(xué)
普及，弘揚(yáng)科學(xué)精神，將科學(xué)普及工作作為重大科學(xué)研究計(jì)劃實(shí)
施的目標(biāo)和任務(wù)之一，促進(jìn)全民科學(xué)素養(yǎng)的提高。
干細(xì)胞研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃
“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃
（公示稿）
中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部
2012年4月
目目錄
一、形勢(shì)與需求...........................................................................1
二、總體思路與發(fā)展目標(biāo)...........................................................3
（一）總體思路.....................................................................3
（二）發(fā)展目標(biāo).....................................................................3
三、主要任務(wù)...............................................................................3
（一）細(xì)胞重編程研究.........................................................3
（二）干細(xì)胞自我更新及多能性維持的機(jī)理研究及新物種
多能干細(xì)胞的建立.................................................................4
（三）干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化及其調(diào)控機(jī)制研究.................5
（四）干細(xì)胞與微環(huán)境相互作用研究.................................6
（五）干細(xì)胞臨床前研究.....................................................6
（六）植物細(xì)胞全能性與器官發(fā)生.....................................7
四、保障措施...............................................................................8
（一）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，實(shí)施好專項(xiàng)研究計(jì)劃.....................8
（二）加強(qiáng)基地建設(shè)，促進(jìn)項(xiàng)目、基地、人才結(jié)合.........9
（三）加大創(chuàng)新人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度.................................9
（四）加強(qiáng)國(guó)際合作與科學(xué)普及.........................................9
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一、形勢(shì)與需求
干細(xì)胞作為一類具有自我更新和多向分化潛能的細(xì)胞群體，
能進(jìn)一步分化成為多種類型的細(xì)胞，構(gòu)成機(jī)體各種復(fù)雜的組織和
器官。干細(xì)胞及其分化產(chǎn)品為有效修復(fù)人體重要組織器官損傷及
治愈心血管疾病、代謝性疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、血液系統(tǒng)疾病、
自身免疫性疾病等重要疾病提供了新的途徑。以干細(xì)胞治療為核
心的再生醫(yī)學(xué)，將成為繼藥物治療、手術(shù)治療后的另一種疾病治
療途徑，從而成為新醫(yī)學(xué)革命的核心。加強(qiáng)干細(xì)胞和再生醫(yī)學(xué)研
究的戰(zhàn)略部署，對(duì)構(gòu)建我國(guó)國(guó)民健康體系至關(guān)重要。
干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究已引起各國(guó)政府、科技界、企業(yè)和公
眾的高度關(guān)注，美日等發(fā)達(dá)國(guó)家均在國(guó)家科技戰(zhàn)略規(guī)劃中將其作
為重要發(fā)展領(lǐng)域，在干細(xì)胞發(fā)育調(diào)控、干細(xì)胞制備技術(shù)、干細(xì)胞
臨床應(yīng)用等領(lǐng)域進(jìn)行了重點(diǎn)部署。很多國(guó)家持續(xù)增加對(duì)干細(xì)胞的
研發(fā)投入，醫(yī)藥企業(yè)也逐漸加大對(duì)干細(xì)胞和再生醫(yī)學(xué)研究與應(yīng)用
的投入。
隨著對(duì)干細(xì)胞多能性調(diào)控分子網(wǎng)絡(luò)及多能性維持基本規(guī)律
的了解，科學(xué)家們逐漸探索出胚胎干細(xì)胞體外培養(yǎng)的適宜條件，
建立起包括小鼠、大鼠、恒河猴和人類的胚胎干細(xì)胞系。美國(guó)和
英國(guó)已批準(zhǔn)部分胚胎干細(xì)胞臨床應(yīng)用研究計(jì)劃，涉及的疾病包括
視網(wǎng)膜黃斑變性和脊髓損傷等。
2
我國(guó)政府對(duì)干細(xì)胞研究非常重視。“十一五”期間，973計(jì)
劃、863計(jì)劃和發(fā)育與生殖研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃大力支持
干細(xì)胞的基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)和資源平臺(tái)建設(shè)，在干細(xì)胞研究及
轉(zhuǎn)化應(yīng)用領(lǐng)域取得了一批標(biāo)志性成果：在世界上首次證明了小鼠
誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）的發(fā)育全能性；首次揭示體細(xì)胞
重編程起始的分子機(jī)制；首次成功建立大鼠和豬的誘導(dǎo)性多能干
細(xì)胞；發(fā)現(xiàn)提高誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞的轉(zhuǎn)化效率的有效途徑；鑒定
了干細(xì)胞干性的分子標(biāo)志物等；研發(fā)了一批治療性干細(xì)胞產(chǎn)品和
組織工程產(chǎn)品；篩選和研究了一批能夠促進(jìn)干細(xì)胞自我更新、改
進(jìn)iPS細(xì)胞誘導(dǎo)及提高干細(xì)胞定向分化效率的小分子化合物；建
立了更加適合臨床應(yīng)用的人胚胎干細(xì)胞（ES）系；發(fā)現(xiàn)了新的調(diào)
控ES細(xì)胞自我更新的轉(zhuǎn)錄因子。我國(guó)在干細(xì)胞研究領(lǐng)域的國(guó)際
影響力顯著提升。
但是，與歐美科技發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的干細(xì)胞研究在原始
創(chuàng)新能力與標(biāo)志性成果方面仍有一些差距。針對(duì)干細(xì)胞與再生醫(yī)
學(xué)研究領(lǐng)域亟待解決的問題，我國(guó)干細(xì)胞研究應(yīng)力爭(zhēng)在干細(xì)胞多
能性維持與重編程的分子機(jī)制、干細(xì)胞與微環(huán)境的相互作用、干
細(xì)胞定向分化與轉(zhuǎn)分化、干細(xì)胞應(yīng)用轉(zhuǎn)化研究與關(guān)鍵性技術(shù)等方
面取得突破，尤其應(yīng)該重點(diǎn)支持未來干細(xì)胞臨床和轉(zhuǎn)化應(yīng)用的核
心技術(shù)。
3
二、總體思路與發(fā)展目標(biāo)
（一）總體思路
以深化干細(xì)胞研究和促進(jìn)轉(zhuǎn)化應(yīng)用為總體目標(biāo)，優(yōu)化整合干
細(xì)胞研究資源，培養(yǎng)創(chuàng)新能力強(qiáng)的高水平科研隊(duì)伍，加速干細(xì)胞
基礎(chǔ)和臨床前研究。實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞基本理論的突破，開發(fā)并推廣一
批臨床級(jí)干細(xì)胞產(chǎn)品和以干細(xì)胞為靶點(diǎn)的藥物，為形成干細(xì)胞臨
床應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、發(fā)展干細(xì)胞臨床治療新技術(shù)、和提高疾病的治療水
平提供基礎(chǔ)理論支持。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
（二）發(fā)展目標(biāo)
研究干細(xì)胞多能性、定向分化、重編程的分子機(jī)制，探索重
大疾病的干細(xì)胞治療途徑，重點(diǎn)突破干細(xì)胞干性的獲得、維持和
轉(zhuǎn)化調(diào)控的機(jī)制；揭示微環(huán)境與干細(xì)胞的相互作用規(guī)律；研制以
大動(dòng)物和非人靈長(zhǎng)類為特色的用于干細(xì)胞臨床前研究的重要疾
病模型及相關(guān)評(píng)估方案；針對(duì)心、肝、胰等器官的重大疾病，研
制若干具有重大臨床需求的人工組織器官；闡明干細(xì)胞再生修復(fù)
治療的機(jī)制，取得干細(xì)胞應(yīng)用領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)重大突破；推動(dòng)符合
倫理標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范化的干細(xì)胞臨床治療評(píng)價(jià)體系的建立。
三、主要任務(wù)
（一）細(xì)胞重編程研究
利用體細(xì)胞核移植（SCNT）、iPS細(xì)胞、轉(zhuǎn)分化等技術(shù)獲得
功能細(xì)胞，解答發(fā)育生物學(xué)、干細(xì)胞研究和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵
4
性技術(shù)難題。
細(xì)胞重編程過程研究。比較SCNT，iPS等多種重編程過程，
描繪出細(xì)胞重編程過程的精細(xì)圖譜；揭示參與重編程的各種信號(hào)
統(tǒng)一協(xié)調(diào)的作用方式；建立精確的數(shù)學(xué)模型模擬分析細(xì)胞重編程
的動(dòng)態(tài)過程。
細(xì)胞重編程調(diào)控機(jī)制研究。研究基因表達(dá)、蛋白質(zhì)表達(dá)、非
編碼RNA、DNA甲基化、組蛋白修飾等多個(gè)方面的關(guān)鍵調(diào)控點(diǎn)。
利用這些可調(diào)控步驟提高重編程效率，開發(fā)新一代重編程手段。
譜系重編程和細(xì)胞類型轉(zhuǎn)換研究。研究體細(xì)胞譜系重編程過
程及其調(diào)控機(jī)制。通過細(xì)胞類型轉(zhuǎn)換獲取具有功能和能用于治療
的細(xì)胞或組織；評(píng)估轉(zhuǎn)分化來源的組織和器官的安全性及有效
性。
利用重編程技術(shù)建立疾病的細(xì)胞模型。利用重編程技術(shù)建立
病人體細(xì)胞來源的多能干細(xì)胞，作為疾病的體外模型；結(jié)合基因
修飾及重編程技術(shù)等多種方法建立大動(dòng)物和非人靈長(zhǎng)類疾病的
細(xì)胞模型，用于重要疾病的干細(xì)胞治療與藥物開發(fā)研究。
（二）干細(xì)胞自我更新及多能性維持的機(jī)理研究及新物種多
能干細(xì)胞的建立
研究干細(xì)胞自我更新、多能性維持的分子網(wǎng)絡(luò)及調(diào)控機(jī)制，
取得理論突破，利用新技術(shù)建立新型多能干細(xì)胞系和新物種的多
能性干細(xì)胞系。
干細(xì)胞自我更新及多能性維持的機(jī)理研究。利用分子生物
5
學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等多種手段研究維持干細(xì)胞自我更新
的條件；分離鑒定干細(xì)胞特有的包括非編碼RNA在內(nèi)的多種分
子標(biāo)記，檢測(cè)與干細(xì)胞自我更新相關(guān)的特有的表觀遺傳狀態(tài)；建
立評(píng)估干細(xì)胞多能性的標(biāo)準(zhǔn)；比較各種不同來源、不同發(fā)育能力
干細(xì)胞的基因及蛋白表達(dá)譜；研究轉(zhuǎn)錄后修飾等對(duì)干細(xì)胞自我更
新進(jìn)行調(diào)控的途徑，尋找各個(gè)物種特有的維持自我更新的通路，
比較在進(jìn)化過程中干細(xì)胞維持自我更新的進(jìn)化路線等。
建立新型的多能性干細(xì)胞。利用mRNA、蛋白質(zhì)或小分子化
合物誘導(dǎo)等多種手段建立新型的多能干細(xì)胞。利用重編程或其它
發(fā)育生物學(xué)手段在新物種中建立起穩(wěn)定的多能干細(xì)胞系；結(jié)合材
料科學(xué)、生物力學(xué)開發(fā)新型材料，大規(guī)模培養(yǎng)干細(xì)胞；開發(fā)新型
培養(yǎng)系統(tǒng)，穩(wěn)定培養(yǎng)能滿足臨床治療或藥物開發(fā)等需求的干細(xì)
胞。
（三）干細(xì)胞定向誘導(dǎo)分化及其調(diào)控機(jī)制研究
研究干細(xì)胞向某一特定細(xì)胞類型分化的條件，定向誘導(dǎo)胚胎
干細(xì)胞、iPS細(xì)胞及成體干細(xì)胞分化為可用于細(xì)胞治療的功能細(xì)
胞。結(jié)合材料學(xué)與組織工程技術(shù)研制功能性的人工組織器官。
干細(xì)胞定向分化機(jī)制研究。以胚層分化理論為基礎(chǔ)，研究干
細(xì)胞誘導(dǎo)分化的分子機(jī)制。結(jié)合發(fā)育生物學(xué)，研究干細(xì)胞在體內(nèi)
外的分化過程。揭示重要調(diào)控元件、轉(zhuǎn)錄程序、表觀遺傳網(wǎng)絡(luò)調(diào)
控干細(xì)胞分化的機(jī)制；利用計(jì)算生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)等方法建立
干細(xì)胞誘導(dǎo)分化的數(shù)學(xué)模型；利用小分子化合物、mRNA或蛋白
6
質(zhì)，開發(fā)新型定向分化技術(shù)，將干細(xì)胞高效誘導(dǎo)為功能性細(xì)胞。
干細(xì)胞誘導(dǎo)分化為組織和器官的研究。結(jié)合材料科學(xué)、物理
學(xué)、化學(xué)等技術(shù)誘導(dǎo)干細(xì)胞分化為具有特定功能的組織和器官，
如神經(jīng)、視網(wǎng)膜、胸腺、胰島等；結(jié)合發(fā)育生物學(xué)方法、胚胎操
作等在大動(dòng)物中生成人類重要組織和器官。
（四）干細(xì)胞與微環(huán)境相互作用研究
圍繞干細(xì)胞與微環(huán)境的相互作用，發(fā)現(xiàn)新的干細(xì)胞多能性標(biāo)
志物，探索微環(huán)境與調(diào)控干細(xì)胞增殖分化等的分子機(jī)制。
成體干細(xì)胞的分離鑒定。研究成體干細(xì)胞維持自我更新的分
子機(jī)制，分離培養(yǎng)成體干細(xì)胞，建立穩(wěn)定的細(xì)胞系，全面檢測(cè)成
體干細(xì)胞的擴(kuò)增和分化能力，比較體內(nèi)外微環(huán)境對(duì)干細(xì)胞的自我
更新及分化能力的影響。
干細(xì)胞的微環(huán)境研究。通過蛋白質(zhì)組學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)等手段
分離鑒定干細(xì)胞微環(huán)境的重要組成成分；研究微環(huán)境與干細(xì)胞的
相互作用，以及調(diào)控干細(xì)胞自我更新與分化的機(jī)制。
（五）干細(xì)胞臨床前研究
以臨床級(jí)干細(xì)胞建系與建庫(kù)為基礎(chǔ)，規(guī)?；囵B(yǎng)擴(kuò)增并定向
誘導(dǎo)分化干細(xì)胞，分離、鑒定和純化特定功能細(xì)胞；選取理想疾
病模型，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的細(xì)胞移植、功能評(píng)價(jià)及致畸與致瘤等風(fēng)險(xiǎn)
評(píng)估。
臨床級(jí)干細(xì)胞的建立和建庫(kù)。利用干細(xì)胞基礎(chǔ)研究成果、結(jié)
7
合生物制品相關(guān)規(guī)定和臨床應(yīng)用的實(shí)際需求建立統(tǒng)一、規(guī)范、明
確的臨床級(jí)干細(xì)胞標(biāo)準(zhǔn)；依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合化學(xué)生物學(xué)、細(xì)胞生物
學(xué)、材料學(xué)等技術(shù)開發(fā)安全無污染的干細(xì)胞培養(yǎng)方法；建立不同
方法、不同來源的多樣化的臨床級(jí)干細(xì)胞系，為臨床前研究提供
豐富資源；建立國(guó)家級(jí)臨床干細(xì)胞庫(kù)，以便更好的儲(chǔ)存、管理、
利用和共享資源。
重要疾病動(dòng)物模型的建立。針對(duì)人類重要疾病如神經(jīng)退行性
疾病、代謝類疾病、心血管疾病等，利用并優(yōu)化已有的動(dòng)物模型
建立方法，如自然篩選、藥物誘導(dǎo)和基因修飾等，建立新型疾病
動(dòng)物模型，重點(diǎn)發(fā)展大動(dòng)物和非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物的疾病模型；制定
針對(duì)不同物種動(dòng)物模型的標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估體系。
干細(xì)胞治療的安全性和有效性評(píng)估。結(jié)合細(xì)胞體內(nèi)示蹤技
術(shù)、分子成像技術(shù)和新的臨床醫(yī)療手段，建立和完善干細(xì)胞植入
后細(xì)胞存活率、移植物與宿主的整合情況、功能改善狀況、致畸
和致瘤風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等方面的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)；依據(jù)這些技術(shù)和指標(biāo)對(duì)
干細(xì)胞臨床治療進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)，建立可行的干細(xì)胞移植治療方
案。
（六）植物細(xì)胞全能性與器官發(fā)生
系統(tǒng)研究激素、溫度、光照等調(diào)控細(xì)胞脫分化和再分化的機(jī)
制，植物細(xì)胞全能性的遺傳與進(jìn)化機(jī)理，細(xì)胞全能性和器官分化
的激素調(diào)控，植物生長(zhǎng)點(diǎn)的維持、再生和器官發(fā)生的遺傳與表觀
機(jī)制，植物無融合生殖的機(jī)制，植物遺傳轉(zhuǎn)化的新技術(shù)等，研究
8
植物如何由單個(gè)體細(xì)胞發(fā)育成完整植株機(jī)理，促進(jìn)揭示體內(nèi)受精
卵發(fā)育成完整個(gè)體的機(jī)制。
植物干細(xì)胞和發(fā)育。結(jié)合分子生物學(xué)、生物化學(xué)、功能基因
組學(xué)和體外培養(yǎng)技術(shù)、體內(nèi)示蹤技術(shù)，分離和鑒定不同物種、不#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
同部位中存在的植物干細(xì)胞；揭示干細(xì)胞在植物器官發(fā)生和發(fā)育
過程中的功能和起作用的關(guān)鍵基因；闡明干細(xì)胞在器官發(fā)生中的
精細(xì)分化圖譜和調(diào)控機(jī)制。
植物干細(xì)胞維持和分化的調(diào)控機(jī)制。利用表觀遺傳學(xué)、全基
因組學(xué)和生物信息學(xué)等方法系統(tǒng)研究環(huán)境因素、激素和遺傳因子
在植物干細(xì)胞維持和分化中的統(tǒng)一協(xié)調(diào)關(guān)系，挖掘新的調(diào)控基因
和表觀遺傳調(diào)控方式。
植物細(xì)胞去分化和再分化的調(diào)控機(jī)制。以植物細(xì)胞特有的去
分化和再分化應(yīng)激形式為模型，研究在體細(xì)胞去分化和再分化的
分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，揭示環(huán)境因素和遺傳物質(zhì)相互作用的關(guān)系，深入
了解植物愈傷、抗逆等應(yīng)激現(xiàn)象的調(diào)控機(jī)制。
四、保障措施
（一）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，實(shí)施好專項(xiàng)研究計(jì)劃
繼續(xù)實(shí)施干細(xì)胞研究重大科學(xué)研究計(jì)劃，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)與統(tǒng)
籌協(xié)調(diào)，充分發(fā)揮“國(guó)家干細(xì)胞研究指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會(huì)”的作用，
協(xié)調(diào)我國(guó)干細(xì)胞基礎(chǔ)和應(yīng)用研究工作,面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求
和世界科學(xué)前沿，進(jìn)一步強(qiáng)化重大科學(xué)目標(biāo)導(dǎo)向，完善項(xiàng)目首席
9
科學(xué)家負(fù)責(zé)制及鼓勵(lì)創(chuàng)新的評(píng)價(jià)機(jī)制，促進(jìn)系統(tǒng)性、原創(chuàng)性重大
成果的產(chǎn)出。
（二）加強(qiáng)基地建設(shè)，促進(jìn)項(xiàng)目、基地、人才結(jié)合
繼續(xù)加強(qiáng)干細(xì)胞研究基地建設(shè)，充分發(fā)揮國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等
基地的科研平臺(tái)作用，促進(jìn)項(xiàng)目、基地與人才緊密結(jié)合；強(qiáng)化科
技資源開放共享機(jī)制，促進(jìn)科技資源的合理配置和高效利用；鼓
勵(lì)科研機(jī)構(gòu)與臨床單位合作，注重建設(shè)干細(xì)胞臨床研究基地和臨
床轉(zhuǎn)化基地。設(shè)立試點(diǎn)單元，推動(dòng)干細(xì)胞轉(zhuǎn)化研究和規(guī)范化應(yīng)用。
（三）加大創(chuàng)新人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度
充分利用各種高層次人才計(jì)劃，培養(yǎng)和造就一批具有國(guó)際視
野、能夠引領(lǐng)干細(xì)胞科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高水平領(lǐng)軍人才，創(chuàng)新體制
機(jī)制、優(yōu)化政策環(huán)境、強(qiáng)化保障措施，加大海外優(yōu)秀人才的引進(jìn)
力度，建設(shè)國(guó)際一流水平的干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)。
（四）加強(qiáng)國(guó)際合作與科學(xué)普及
吸納優(yōu)秀外國(guó)科學(xué)家和海外優(yōu)秀華人學(xué)者以多種方式參與
干細(xì)胞研究重大科學(xué)研究計(jì)劃實(shí)施，支持我國(guó)科學(xué)家參與國(guó)際合
作和在國(guó)際組織中任職，鼓勵(lì)提出國(guó)際合作計(jì)劃。重視科學(xué)普及，
弘揚(yáng)科學(xué)精神，將科學(xué)普及工作作為重大科學(xué)研究計(jì)劃實(shí)施的目
標(biāo)和任務(wù)之一，促進(jìn)全民科學(xué)素養(yǎng)的提高。

全球變化研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃
“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃
（公示稿）
中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部
2012年4月
目目錄
一、形勢(shì)與需求...........................................................................1
二、總體思路與發(fā)展目標(biāo)...........................................................2
（一）總體思路.....................................................................2
（二）發(fā)展目標(biāo).....................................................................2
三、主要任務(wù)...............................................................................3
（一）全球變化的事實(shí)、過程和機(jī)理研究.........................3
（二）人類活動(dòng)對(duì)全球變化的影響研究.............................5
（三）氣候變化的影響及適應(yīng)研究.....................................6
（四）綜合觀測(cè)和數(shù)據(jù)集成研究.........................................8
（五）地球系統(tǒng)模式研究.....................................................9
四、保障措施.............................................................................11
（一）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，實(shí)施好專項(xiàng)研究計(jì)劃...................11
（二）加強(qiáng)基地建設(shè)，促進(jìn)項(xiàng)目、基地、人才結(jié)合.......11
（三）加大創(chuàng)新人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度...............................11
（四）加強(qiáng)國(guó)際合作與科學(xué)普及.......................................12
1
一、形勢(shì)與需求
全球變化是指由自然因素和人類活動(dòng)引起的地球系統(tǒng)功能
的全球尺度的變化，以全球變暖為突出標(biāo)志的氣候變化是全球變
化的重要表現(xiàn)之一。全球變化研究是本世紀(jì)國(guó)際地球科學(xué)的前沿
領(lǐng)域，其關(guān)注的科學(xué)問題對(duì)當(dāng)今世界政治、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和外交事務(wù)
具有重大和深遠(yuǎn)的影響。
當(dāng)前國(guó)際全球變化研究強(qiáng)調(diào)以可持續(xù)發(fā)展為導(dǎo)向，建立、加
強(qiáng)和整合全球和區(qū)域的觀測(cè)體系，提高對(duì)未來環(huán)境變化及其對(duì)人
類影響預(yù)測(cè)的可靠性，避免和控制具有破壞性的全球環(huán)境變化，
健全評(píng)估機(jī)制，鼓勵(lì)技術(shù)、政策和社會(huì)響應(yīng)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)能有效推
動(dòng)全球可持續(xù)發(fā)展的制度和行為，為未來10年實(shí)現(xiàn)全球可持續(xù)
發(fā)展的目標(biāo)提供科學(xué)支撐。
我國(guó)在過去氣候變化、季風(fēng)、生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)、干旱化與冰
凍圈等方面已取得了一批有國(guó)際影響的重要成果，其中在高分辨
率氣候序列重建、東亞季風(fēng)機(jī)制和陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支等方面形
成了優(yōu)勢(shì)。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在跨學(xué)科交叉集成程度不高，
數(shù)據(jù)系統(tǒng)參與國(guó)際比較能力不足，地球系統(tǒng)模擬研究深度不夠等
問題。
通過部署全球變化研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃，抓住國(guó)際全
球變化科學(xué)發(fā)展的契機(jī)，全面開展全球變化科學(xué)研究，在若干關(guān)
2
鍵科學(xué)問題上取得重大突破，有力推動(dòng)我國(guó)全球變化科學(xué)發(fā)展，
為國(guó)家應(yīng)對(duì)全球變化、保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和參與國(guó)際氣候
變化談判提供科學(xué)支撐。
二、總體思路與發(fā)展目標(biāo)
（一）總體思路
積極貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要
（2006-2020年）》、《應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案》和《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候
變化科技專項(xiàng)行動(dòng)》，面向國(guó)家重大需求和國(guó)際科學(xué)前沿，進(jìn)一
步整合資源，強(qiáng)化全球視野，突出中國(guó)特色，加強(qiáng)學(xué)科交叉和集
成研究，完善平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，研發(fā)地球系統(tǒng)模式，顯
著提升我國(guó)全球變化研究水平和為全球可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)支
撐的能力。
（二）發(fā)展目標(biāo)
在全球變化基本規(guī)律、人類活動(dòng)對(duì)全球變化的影響、氣候變
化影響與適應(yīng)、地球系統(tǒng)模式、地球系統(tǒng)變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)等研究領(lǐng)
域的關(guān)鍵科學(xué)問題上取得一批原創(chuàng)性成果，在季風(fēng)亞洲-北太平
洋-印度洋區(qū)域地球系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與氣候變化研究方面取得國(guó)際領(lǐng)
先地位；建立和完善全球變化科學(xué)數(shù)據(jù)采集、處理和管理平臺(tái)，
建設(shè)全球變化科學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集（庫(kù)）；建立具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的
地球系統(tǒng)模式；提高對(duì)未來環(huán)境變化及其對(duì)人類影響預(yù)測(cè)的可靠
性；培育國(guó)際一流水平的研究隊(duì)伍。為國(guó)家應(yīng)對(duì)全球變化，保障
3
社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和參與國(guó)際氣候變化談判提供科學(xué)支撐。
三、主要任務(wù)
（一）全球變化的事實(shí)、過程和機(jī)理研究
從地球系統(tǒng)的整體性出發(fā)，通過統(tǒng)計(jì)和動(dòng)力診斷、理論分析、
實(shí)驗(yàn)?zāi)M和數(shù)值模擬、綜合集成等研究手段，揭示全球變化的事
實(shí)、過程和機(jī)理，辨識(shí)地球系統(tǒng)圈層相互作用和非線性響應(yīng)機(jī)理，
探討全球變化可預(yù)報(bào)性與有關(guān)認(rèn)識(shí)的不確定性，建立全球變化的#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
預(yù)測(cè)理論。
全球氣候變化的事實(shí)、成因及多尺度相互作用。全球氣候變
化事實(shí)、過程及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制診斷；全球氣候變化區(qū)域差異及多尺
度相互作用；地球系統(tǒng)自然歷史周期特征及機(jī)制分析；氣溶膠-云-輻射反饋過程在全球氣候變化中的作用及不確定性；東亞季
風(fēng)氣候的年代際變化及其與全球氣候變化的聯(lián)系和預(yù)測(cè)；西風(fēng)帶
氣候變化及其對(duì)全球變化的響應(yīng)和影響；過去3000年樹輪、沉
積等氣候代用記錄及發(fā)展趨勢(shì)；長(zhǎng)時(shí)間氣溫時(shí)空演變及其與全球
變化的聯(lián)系；過去千年全球氣候演變特征及其與中國(guó)氣候演變的
對(duì)比；小冰期后期以來極端氣候事件的發(fā)生發(fā)展規(guī)律。
海-陸-氣相互作用的過程和機(jī)理及其與全球變化的關(guān)系。地
表圈層生物地球化學(xué)（C、N、S、P等）耦合循環(huán)對(duì)全球變化的
影響和反饋機(jī)理；氣候變化背景下冰凍圈-生物圈-水圈非線性相
互作用過程及互饋聯(lián)動(dòng)機(jī)制；海-陸-氣相互作用對(duì)季風(fēng)爆發(fā)及變
4
化的影響；地表各圈層運(yùn)行的臨界突變過程與不可逆性；重大環(huán)
境事件的形成原因及其區(qū)域響應(yīng)的非線性特點(diǎn)；亞洲風(fēng)塵起源和
沉降的過程及其對(duì)全球變化的作用；新生代大陸風(fēng)化剝蝕過程與
全球二氧化碳排放變化的關(guān)系；第三極環(huán)境（TPE）過程及其對(duì)
全球和中國(guó)周邊地區(qū)環(huán)境變化的影響；海洋對(duì)全球變暖的響應(yīng)及
其對(duì)氣候變化的調(diào)控作用；海洋生物地球化學(xué)循環(huán)與海洋碳封存
效應(yīng)；暖池及海洋通道變化對(duì)中國(guó)近海環(huán)流的影響機(jī)制；太平洋
-亞洲邊緣海相互作用與環(huán)境演變；太平洋-印度洋-南大洋環(huán)流變
異對(duì)暖池及全球氣候的影響；深海混合過程在熱鹽環(huán)流和全球氣
候變化中的作用；深海物理數(shù)據(jù)的重構(gòu)、誤差估計(jì)及年代際氣候
變化信號(hào)提取；南極冰架-南大洋-三大洋海氣過程對(duì)全球變化的
作用。
氣候系統(tǒng)的敏感性、突變及其變化的可預(yù)報(bào)性。全球氣候變
化階段性轉(zhuǎn)折的基本特征和規(guī)律；氣候系統(tǒng)對(duì)外在因素?cái)_動(dòng)的敏
感性以及突變的機(jī)理；引起全球氣候突變的可能閾值；各種時(shí)空
尺度氣候變化以及全球海洋-大氣-陸地系統(tǒng)的季-年際-年代際氣
候變率的可預(yù)報(bào)性；全球氣候變化階段性轉(zhuǎn)折和突變的預(yù)報(bào)理論
與方法。
全球變化敏感區(qū)的氣候與環(huán)境變化規(guī)律及其預(yù)測(cè)。對(duì)全球氣
候變化較為敏感的地區(qū)的辨識(shí)理論；敏感區(qū)氣候系統(tǒng)季節(jié)-年際-年代際尺度的海陸氣相互作用特征；敏感區(qū)氣候預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)理論
與技術(shù)；中國(guó)上新世以來陸地生態(tài)系統(tǒng)與氣候環(huán)境的協(xié)同演化及
5
青藏高原隆升驅(qū)動(dòng)；全球干旱化及其區(qū)域分異的規(guī)律和機(jī)理；全
球變化對(duì)非洲大陸干旱化影響與驅(qū)動(dòng)力。
日地關(guān)系、地球深部過程對(duì)全球變化的影響。天文與地球運(yùn)
動(dòng)因子對(duì)氣候變化影響；空間輻射對(duì)全球氣候影響的機(jī)制及其定
量評(píng)估；巖漿火山活動(dòng)、地震活動(dòng)、不同規(guī)模和能量級(jí)別的構(gòu)造
活動(dòng)對(duì)大氣中溫室氣體及全球變化的影響。
（二）人類活動(dòng)對(duì)全球變化的影響研究
重建溫室氣體、人為氣溶膠排放和大尺度土地與近海利用變
化過程，在充分認(rèn)識(shí)氣候的自然變率及其成因機(jī)制的基礎(chǔ)上，評(píng)
估人類活動(dòng)對(duì)全球變暖的貢獻(xiàn)，建立全球溫室氣體排放、碳轉(zhuǎn)移
檢（監(jiān)）測(cè)技術(shù)體系，預(yù)測(cè)未來20-50年全球溫室氣體排放趨勢(shì)。
全球溫室氣體排放、碳轉(zhuǎn)移檢（監(jiān)）測(cè)技術(shù)體系。全球溫室
氣體排放“三可”技術(shù)、方法體系；歷史和當(dāng)代國(guó)際溫室氣體排
放、碳轉(zhuǎn)移檢（監(jiān)）測(cè)技術(shù)、方法；未來20-50年全球溫室氣體
排放趨勢(shì)預(yù)測(cè)。
大尺度土地與近海利用變化對(duì)全球變化的影響。強(qiáng)烈人為擾
動(dòng)背景下的流域侵蝕與碳循環(huán)過程和通量；不同時(shí)空尺度土地利
用與土地覆被變化過程、驅(qū)動(dòng)機(jī)制及其對(duì)全球變化的影響；土地
利用對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能、生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功
能的影響；大型工程（大型植被恢復(fù)與建設(shè)工程、水利工程等）
的環(huán)境效應(yīng)；城市化過程的氣候與生態(tài)效應(yīng)；近海養(yǎng)殖與海岸帶
開發(fā)對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)及生物多樣性的影響；近海地區(qū)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)
6
碳收支和全球變化的影響。
人為氣溶膠排放對(duì)全球變化的影響。人為氣溶膠排放的時(shí)空
分布規(guī)律、干濕沉積過程和輻射特征及其對(duì)全球變化的影響；重
點(diǎn)區(qū)域氣溶膠的起源、氣候和生物地球化學(xué)效應(yīng)及其對(duì)全球變化
的作用。
人類活動(dòng)對(duì)20世紀(jì)全球變暖的貢獻(xiàn)。大氣溫室氣體增加對(duì)
20世紀(jì)全球變暖的貢獻(xiàn)；人為氣溶膠對(duì)20世紀(jì)全球變暖的貢獻(xiàn)；
土地利用變化（包括城市熱島效應(yīng)）對(duì)20世紀(jì)全球變暖的貢獻(xiàn)；
自然和人為因素對(duì)全球變暖的貢獻(xiàn)。
（三）氣候變化的影響及適應(yīng)研究
探討氣候變化背景下多個(gè)自然圈層與人類社會(huì)的脆弱性和
適應(yīng)性，建立全球變化經(jīng)濟(jì)學(xué)、地球系統(tǒng)管理與綜合風(fēng)險(xiǎn)防范的
基礎(chǔ)理論與技術(shù)體系，探尋針對(duì)氣候變化的影響趨利避害的最佳
人類社會(huì)適應(yīng)途徑。
生物圈結(jié)構(gòu)和功能對(duì)氣候變化的響應(yīng)與調(diào)控。主要生物群區(qū)
碳氮過程及其與氣候變化的關(guān)系；陸地生態(tài)系統(tǒng)碳氮儲(chǔ)量及變化
的區(qū)域特征；中國(guó)陸地碳增匯的調(diào)控機(jī)制與生物地理區(qū)劃；中國(guó)
重要生物物種和生物類群對(duì)氣候變化的響應(yīng)與適應(yīng)機(jī)制；生物物
種和生態(tài)系統(tǒng)對(duì)極端氣候事件的響應(yīng)。
冰凍圈的變化及其影響。過去百年全球和區(qū)域冰凍圈變化的
事實(shí)；冰凍圈變化與全球變暖的關(guān)系和機(jī)制；冰凍圈與大氣、生
物、水以及人類等圈層相互作用機(jī)制及其趨勢(shì)；冰凍圈變化的綜
7
合效應(yīng)與人類適應(yīng)途徑；冰凍圈變化對(duì)中國(guó)和毗鄰地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)
可持續(xù)發(fā)展的潛在影響。
氣候變化對(duì)水資源和海洋環(huán)境的影響及人類適應(yīng)途徑。氣候
變化對(duì)東亞季風(fēng)區(qū)水循環(huán)的影響；氣候變化對(duì)大江大河水文過程
及水安全的影響；氣候變化對(duì)干旱區(qū)水循環(huán)及水資源的影響；近
現(xiàn)代荒漠地帶演替與全球氣候變化的相互影響；重點(diǎn)海域海-氣
邊界過程對(duì)全球變化的響應(yīng)與反饋及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響；濕
地、湖泊等生態(tài)系統(tǒng)對(duì)全球變化的響應(yīng)與生態(tài)恢復(fù)；海洋環(huán)境（物
理及生物地球化學(xué)）、海岸帶等對(duì)氣候變化的響應(yīng)特征與機(jī)理及
其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響；海平面上升對(duì)中國(guó)沿海社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和
島、礁、沙領(lǐng)土安全的影響及適應(yīng)；全球變化對(duì)中國(guó)近海生物多
樣性的脅迫。
極端天氣氣候事件演變規(guī)律、影響與適應(yīng)。全球變化背景下
的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和災(zāi)害（包括極端天氣氣候事件檢測(cè)、成因及演變規(guī)
律，天氣氣候?yàn)?zāi)害及其衍生的地質(zhì)災(zāi)害綜合防范理論與方法等）。
全球變化對(duì)糧食安全和人類健康的影響與適應(yīng)。農(nóng)業(yè)生態(tài)系
統(tǒng)能量物質(zhì)循環(huán)對(duì)氣候變化的響應(yīng)和調(diào)控途徑；全球變化對(duì)區(qū)域
和全球糧食安全的影響；全球變化對(duì)人類健康的影響評(píng)估；全球
變化背景下保障中國(guó)糧食安全和人類健康適應(yīng)性對(duì)策和模式。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
全球變化經(jīng)濟(jì)學(xué)、地球系統(tǒng)管理與綜合風(fēng)險(xiǎn)防范。2℃閾值
條件下，世界主要國(guó)家減排溫室氣體的成本與相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)格局；
中國(guó)減排溫室氣體潛力、區(qū)域減排經(jīng)濟(jì)成本與相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)格局；
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2℃閾值或其他相關(guān)背景下中國(guó)溫室氣體減排路線圖；國(guó)際碳貿(mào)
易管理體系基礎(chǔ)理論；國(guó)際減排方案設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論；全球變化與
可持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)、水資源、糧食和區(qū)域安全管理；不同減排目
標(biāo)下地球工程理論和技術(shù)；不同社會(huì)發(fā)展階段人類適應(yīng)氣候變化
機(jī)理和模式；全球變化風(fēng)險(xiǎn)綜合防范理論與技術(shù)；全球變化和有
限自然資源約束下的新的經(jīng)濟(jì)理論研究；地球工程理論和方法及
其效應(yīng)的模擬與評(píng)估。
地球系統(tǒng)適應(yīng)全球變化的彈性與閾值。全球變化背景下中國(guó)
地表過程、關(guān)鍵參數(shù)和地理環(huán)境格局的變化；地球系統(tǒng)關(guān)鍵變量
突變機(jī)制及其閾值；全球變化背景下生態(tài)、海洋、冰凍圈等主要
分量系統(tǒng)自適應(yīng)過程、彈性和閾值。
（四）綜合觀測(cè)和數(shù)據(jù)集成研究
為完善我國(guó)新一代全球變化綜合觀（監(jiān)）測(cè)系統(tǒng)，開展相關(guān)
的基礎(chǔ)研究，并實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)同化，提高變量估計(jì)精度及全球變
化預(yù)測(cè)和評(píng)估水平，構(gòu)建國(guó)家全球變化數(shù)據(jù)集成平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)
的規(guī)范管理與共享服務(wù)。
全球變化關(guān)鍵參數(shù)和過程的綜合觀（監(jiān)）測(cè)。陸地生態(tài)系統(tǒng)
關(guān)鍵參數(shù)和水、碳、氮等物質(zhì)循環(huán)過程的觀測(cè)；大氣溫室氣體、
氣溶膠和主要污染物等的觀測(cè)；冰凍圈綜合觀測(cè)；中長(zhǎng)期全球海
平面變化精密監(jiān)測(cè)；近海及深海大洋關(guān)鍵過程及海氣通量的綜合
觀測(cè)；典型區(qū)域的能-水循環(huán)與物質(zhì)遷移觀測(cè)；全球變化關(guān)鍵人
文過程與參數(shù)觀（監(jiān)）測(cè)。
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高精度遙感原理研究和星機(jī)地觀測(cè)資料的校準(zhǔn)。衛(wèi)星遙感全
球大氣、地表特征和冰雪監(jiān)測(cè)技術(shù)的原理；遙感器的研發(fā)及其反
演方法；全球典型生態(tài)系統(tǒng)演變與碳源、匯動(dòng)態(tài)變化的遙感觀測(cè)；
典型區(qū)域的星-機(jī)-地同步觀測(cè)試驗(yàn)；遙感-地面觀測(cè)資料的校準(zhǔn)。
多源觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制、同化、融合與集成及共享機(jī)制。
中國(guó)全球變化數(shù)據(jù)集成平臺(tái)；亞洲區(qū)域氣候觀測(cè)資料的質(zhì)量控制
與同化、融合技術(shù)；海-陸-氣-冰耦合氣候系統(tǒng)模式的同化方法研
究；東亞區(qū)域關(guān)鍵參數(shù)的集成分析與同化；衛(wèi)星定標(biāo)及其與全球
變化觀測(cè)的結(jié)合。
（五）地球系統(tǒng)模式研究
通過動(dòng)力框架的原始創(chuàng)新、物理過程參數(shù)化方案的改進(jìn)或新
方案的提出，以及地球系統(tǒng)模式（包括近地空間環(huán)境模型和固體
地球模型）的研制，以高性能計(jì)算技術(shù)的研發(fā)為支撐，發(fā)展具有
國(guó)際先進(jìn)水平的高分辨率氣候系統(tǒng)模式和地球系統(tǒng)模式，深入研
究影響模式不確定性的過程，并開展氣候變化模擬研究、年際和
年代際預(yù)測(cè)、以及百年際預(yù)估研究，為全球變化研究提供強(qiáng)有力
的綜合模擬公共平臺(tái)。
高分辨率氣候系統(tǒng)模式的研發(fā)與應(yīng)用。模式的不確定性、模
式中云與輻射相互作用、云的特性，大氣對(duì)流過程和海洋混合等
若干關(guān)鍵過程；高分辨率大氣環(huán)流模式的建立、評(píng)估及應(yīng)用；高
分辨率海洋環(huán)流和海冰模式的建立、評(píng)估及應(yīng)用；全球陸面-水
文過程的模式發(fā)展；區(qū)域和全球氣候模式中的積雪、凍土、冰川
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（蓋）參數(shù)化方案；冰凍圈陸面模式與氣候模式的耦合機(jī)制；分
量模式集成及高精度、高分辨率物理氣候系統(tǒng)模式的建立和發(fā)
展；氣候年代際可預(yù)測(cè)性理論。
地球系統(tǒng)模式的研發(fā)與應(yīng)用。氣溶膠與大氣化學(xué)模式的發(fā)展
和完善；全球海洋、陸地生物地球化學(xué)模式和碳氮循環(huán)模式的改
進(jìn)和完善；土壤風(fēng)蝕、運(yùn)移與起沙揚(yáng)塵模式的建立和改進(jìn)；大陸
冰原和山地冰川動(dòng)力學(xué)模式的建立與改進(jìn)；植被動(dòng)力學(xué)模式的發(fā)
展和完善；地球系統(tǒng)模式中的高效計(jì)算方法研究與動(dòng)力框架設(shè)
計(jì)；地球系統(tǒng)模式多時(shí)間和空間尺度的高效并行算法研究；多模
式集合-耦合的理論和方法研究；各分量模式的集成及其與地球
系統(tǒng)模式的耦合技術(shù)研發(fā)；區(qū)域和全球模式的雙向嵌套理論和方
法研究；全球水循環(huán)過程的綜合觀測(cè)與模擬及其與地球系統(tǒng)模式
的耦合研究。
近地空間環(huán)境模式和固體地球模式研發(fā)與應(yīng)用。全球電離層
/中高層大氣和對(duì)流層之間的電磁耦合、動(dòng)力學(xué)耦合模型；中高
層大氣與低層大氣能量、動(dòng)量的交換模式；固體地球模式。實(shí)現(xiàn)
近地空間模式和固體地球模式同已建地球系統(tǒng)模式的耦合，開展
火山噴發(fā)導(dǎo)致的氣溶膠效應(yīng)的模擬與預(yù)估；探索地球演化與地球
環(huán)境演變的數(shù)值模擬方法；地球工程效應(yīng)的模擬與評(píng)估。
地球系統(tǒng)模式的支撐環(huán)境研發(fā)。面向地球系統(tǒng)模式的高性能
低功耗定制處理器和高性能計(jì)算機(jī)軟硬件體系、專用加速部件、
可視化、集成開發(fā)環(huán)境；分量模式和耦合系統(tǒng)的應(yīng)用支撐及共享
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技術(shù)；地球系統(tǒng)模式的性能優(yōu)化與診斷分析軟件；模擬平臺(tái)的流
程管理技術(shù)；多機(jī)構(gòu)、跨學(xué)科協(xié)同合作環(huán)境；氣候變化模擬評(píng)估
系統(tǒng)。
四、保障措施
（一）加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，實(shí)施好專項(xiàng)研究計(jì)劃
繼續(xù)實(shí)施全球變化研究重大科學(xué)研究計(jì)劃，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)與
統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和世界科學(xué)前沿，進(jìn)一步強(qiáng)化
重大科學(xué)目標(biāo)導(dǎo)向，完善項(xiàng)目首席科學(xué)家負(fù)責(zé)制及鼓勵(lì)創(chuàng)新的評(píng)
價(jià)機(jī)制，促進(jìn)系統(tǒng)性、原創(chuàng)性重大成果的產(chǎn)出。
（二）加強(qiáng)基地建設(shè)，促進(jìn)項(xiàng)目、基地、人才結(jié)合
繼續(xù)加強(qiáng)全球變化研究基地建設(shè)，充分發(fā)揮國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)
室、數(shù)據(jù)觀（監(jiān)）測(cè)網(wǎng)絡(luò)和擬建的超級(jí)站、地球系統(tǒng)模擬設(shè)施等
研究基地的科研平臺(tái)作用，促進(jìn)項(xiàng)目、基地與人才緊密結(jié)合；加
強(qiáng)已有數(shù)據(jù)觀（監(jiān)）測(cè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化及共享，強(qiáng)化科技資源開放共
享機(jī)制，促進(jìn)科技資源的合理配置和高效利用。
（三）加大創(chuàng)新人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度
充分利用各種高層次人才計(jì)劃，培養(yǎng)和造就一批具有國(guó)際視
野、能夠引領(lǐng)全球變化研究的高水平領(lǐng)軍人才，創(chuàng)新體制機(jī)制、
優(yōu)化政策環(huán)境、強(qiáng)化保障措施，加大海外優(yōu)秀人才的引進(jìn)力度，
建設(shè)國(guó)際一流水平的全球變化研究團(tuán)隊(duì)。
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（四）加強(qiáng)國(guó)際合作與科學(xué)普及
吸納優(yōu)秀外國(guó)科學(xué)家和海外優(yōu)秀華人學(xué)者以多種方式參與
全球變化研究重大科學(xué)研究計(jì)劃實(shí)施，支持我國(guó)科學(xué)家參與國(guó)際
合作和在國(guó)際組織中任職，鼓勵(lì)提出國(guó)際合作計(jì)劃。重視科學(xué)普
及，弘揚(yáng)科學(xué)精神，將科學(xué)普及工作作為重大科學(xué)研究計(jì)劃實(shí)施
的目標(biāo)和任務(wù)之一，促進(jìn)全民科學(xué)素養(yǎng)的提高。
1
附件1：
納米研究等6個(gè)國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”
專項(xiàng)規(guī)劃編制說明
國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃是《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃
綱要（2006-2020年）》（以下簡(jiǎn)稱《科技規(guī)劃綱要》）部署的引領(lǐng)
未來發(fā)展、對(duì)科學(xué)和技術(shù)發(fā)展有很強(qiáng)帶動(dòng)作用的基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
劃。2006年啟動(dòng)了納米研究、量子調(diào)控研究、蛋白質(zhì)研究、發(fā)
育與生殖研究4個(gè)重大科學(xué)研究計(jì)劃。2010年啟動(dòng)了全球變化
研究、干細(xì)胞研究2個(gè)重大科學(xué)研究計(jì)劃。
為深入實(shí)施《科技規(guī)劃綱要》，根據(jù)《國(guó)家“十二五”科學(xué)和
技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》和《國(guó)家基礎(chǔ)研究發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》，科
技部基礎(chǔ)研究司會(huì)同基礎(chǔ)研究管理中心，組織有關(guān)專家編制了納
米研究等6個(gè)國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃，現(xiàn)將有
關(guān)情況說明如下：
一、編制過程
6個(gè)國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃編制歷時(shí)兩年
多。2010年上半年進(jìn)行調(diào)查研究和需求分析，形成研究報(bào)告。
2010年7月-2011年3月組織專家集中編制和多次研討，形成專
項(xiàng)規(guī)劃初稿。2011年4-8月，6個(gè)國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃分別召
開專家組咨詢會(huì)議，根據(jù)專家咨詢意見進(jìn)行修改。2011年9-12
月征求教育部、衛(wèi)生部、國(guó)家人口和計(jì)劃生育委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)
2
院、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、總后勤部衛(wèi)生部等相關(guān)部門意見
后，再次修改。2012年3月經(jīng)科技部第9次部務(wù)會(huì)審議原則通
過。
專項(xiàng)規(guī)劃編制過程中，與中國(guó)科學(xué)院“知識(shí)創(chuàng)新工程2020”、
《國(guó)家自然科學(xué)基金“十二五”規(guī)劃》等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的其它規(guī)
劃進(jìn)行了銜接與溝通，部署上各有側(cè)重。
二、6個(gè)國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃主要內(nèi)
容
專項(xiàng)規(guī)劃包括形勢(shì)與需求、總體思路與發(fā)展目標(biāo)、主要任務(wù)、
保障措施四個(gè)部分。
第一部分形勢(shì)與需求。分析國(guó)內(nèi)外發(fā)展形勢(shì)和需求，總結(jié)國(guó)
家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十一五”期間的主要成績(jī)和目前存在的問
題。
第二部分總體思路和發(fā)展目標(biāo)。繼續(xù)貫徹落實(shí)《科技規(guī)劃綱
要》，面向重大前沿科學(xué)問題和國(guó)家戰(zhàn)略需求強(qiáng)化部署，力爭(zhēng)取
得重要突破，提升我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，搶占未來科技發(fā)展的制高
點(diǎn)。“十二五”期間，國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃將更加聚焦國(guó)家重
大戰(zhàn)略需求、更加強(qiáng)化科學(xué)目標(biāo)導(dǎo)向、更加注重優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)建設(shè)。
在部署中鼓勵(lì)多學(xué)科的交叉綜合研究，突出前瞻性和原創(chuàng)性。
第三部分主要任務(wù)。部署了6個(gè)國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十
二五”期間的主要任務(wù)。納米研究將繼續(xù)立足于新的納米效應(yīng)、
新方法新技術(shù)和新原理的研究，加強(qiáng)納米電子學(xué)、納米信息材料
3
與器件、納米生物與醫(yī)學(xué)、以及環(huán)境、能源和農(nóng)業(yè)方面納米材料
與技術(shù)方面的部署，推動(dòng)基礎(chǔ)研究-應(yīng)用研究-技術(shù)轉(zhuǎn)移的一體化
進(jìn)程。量子調(diào)控研究將繼續(xù)新物質(zhì)態(tài)和新原理原型器件的研究，
探索和發(fā)現(xiàn)若干全新的量子材料體系，推進(jìn)量子通信技術(shù)的實(shí)用
化、量子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議的制定。蛋白質(zhì)研究以蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功
能、相互作用和動(dòng)態(tài)變化研究為重點(diǎn)，以研究技術(shù)和方法創(chuàng)新為
支撐，在結(jié)構(gòu)生物學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、蛋白質(zhì)研究新技術(shù)和新方法、
蛋白質(zhì)合成降解與調(diào)控機(jī)制、蛋白質(zhì)生物學(xué)功能、系統(tǒng)生物學(xué)、
藥物靶標(biāo)和分子診療等7個(gè)方面開展系統(tǒng)性研究。發(fā)育與生殖研
究圍繞發(fā)育與生殖基礎(chǔ)性、前沿性重要科學(xué)問題，在胚胎與器官
發(fā)育、生殖發(fā)育與生殖調(diào)控、發(fā)育與生殖相關(guān)重大疾病的基礎(chǔ)研
究等方向取得一批創(chuàng)新性成果，建立和完善發(fā)育與生殖研究系統(tǒng)
平臺(tái)。干細(xì)胞研究圍繞干細(xì)胞研究和促進(jìn)轉(zhuǎn)化應(yīng)用，優(yōu)化整合研
究資源，在細(xì)胞重編程研究、干細(xì)胞多能性維持、干細(xì)胞定向誘
導(dǎo)分化、干細(xì)胞與微環(huán)境、干細(xì)胞臨床前研究、植物細(xì)胞全能性
等方向取得一批原創(chuàng)性成果，建立重大疾病的豬、猴等大動(dòng)物模
型。全球變化研究圍繞全球變化關(guān)鍵科學(xué)問題，在全球變化基本
規(guī)律、人類活動(dòng)對(duì)全球變化的影響研究、氣候變化的影響及適應(yīng)
研究、綜合觀測(cè)和數(shù)據(jù)集成研究、地球系統(tǒng)模式研究等5個(gè)方面
開展系統(tǒng)性研究。
第四部分保障措施。為保障國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃順利實(shí)
施，提出加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、加強(qiáng)基地建設(shè)和開放共享、
4
加大創(chuàng)新人才培養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)建設(shè)、加強(qiáng)國(guó)際合作與科學(xué)普及等保障
措施。
三、6個(gè)國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃編制專
家組名單
1.納米研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃編
制專家組名單
白春禮朱星侯建國(guó)解思深丁健王琛
許寧生江桂斌江雷何丹農(nóng)李玉寶沈健
龐代文范守善祝世寧趙宇亮封松林洪茂椿
聶書明顧寧薛增泉
2.量子調(diào)控研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)
劃編制專家組名單
閔乃本于淥王恩哥馬龍生王力軍王玉鵬
葉朝輝朱道本許京軍張翔鄭厚植林海青
郭光燦資劍彭堃墀薛其坤
3.蛋白質(zhì)研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃
編制專家組名單
饒子和吳家睿施一公賀福初劉買利何大澄
張玉奎楊芃原施蘊(yùn)渝賀林徐濤徐安龍
袁鈞瑛曹雪濤程和平傅向東蔣華良韓家淮
詹啟敏
4.發(fā)育與生殖研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)
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規(guī)劃編制專家組名單
李寧時(shí)玉舫段恩奎丁勝馬紅史慶華
張永蓮陳香美沙家豪孟安明季維智饒毅
桂建芳薛仁望薛勇彪
5.干細(xì)胞研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃
編制專家組名單
裴鋼周琪裴端卿王小凡孫方霖許瑞明
朱劍虹李凌衡肖磊松陽(yáng)洲林海凡高紹榮
景乃禾程濤裴雪濤
6.全球變化研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃“十二五”專項(xiàng)規(guī)
劃編制專家組名單
徐冠華秦大河吳國(guó)雄巢紀(jì)平陳鏡明丁仲禮
丁一匯丁永建董文杰方精云葛全勝郭華東
金怡濂劉叢強(qiáng)王斌王赤王蘇民曾慶存
張明華張建云周秀驥