2007年度我院承担的“国家重点基础研究发展计划”项目介绍(二)

         中国科学院;国家重点基础研究发展计划

        作物特殊营养成分的代谢及其调控研究首席科学家:黄继荣第一承担单位:中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所依托部门:中国科学院、上海市科学技术委员会人体日常需要的特殊营养成分如维生素及其他小分子化合物主要来自植物,它们对维持人体健康和预防多种疾病起着重要作用。我国现有主要农作物的营养品质还远不能满足

        　　人体日常需要的特殊营养成分如维生素及其他小分子化合物主要来自植物,它们对维持人体健康和预防多种疾病起着重要作用。我国现有主要农作物的营养品质还远不能满足国民健康的需求,也导致农作物品质育种滞后,产品缺乏国际市场竞争力,在一定程度上使农民收入增幅缓慢。该项目以农作物为主要研究对象,围绕特殊营养品质改良,主要开展以下四个方面的研究:(1)特殊小分子营养成分代谢过程与调控研究,主要包括维生素和色素的合成与分解途径,不同因子包括气候和土壤等条件对代谢途径的影响,营养成分的转运、修饰与积累,关键酶和重要调控因子的鉴定、基因克隆、表达及其调控机制;(2)抗营养因子的生物合成与分解研究,主要包括抗营养因子合成与分解途径,相关酶基因的克隆与功能分析,调控因子的分离与鉴定;(3)植物次生代谢网络与调控研究,主要包括代谢网络分支点的代谢流调控,转录因子对代谢流的调控,环境因子对代谢流的影响,代谢途径之间的相互关联,以及代谢调控网络模拟;(4)农作物代谢工程研究,主要内容包括农作物中维生素、色素生物合成途径的优化与构建,抗营养因子相关基因的沉默或敲除,植物代谢工程技术体系和评价体系的构建,创建新的优质育种材料。通过上述研究阐明农作物特殊营养成分和抗营养因子的重要代谢途径及其调控机理,绘制植物或其重要器官营养组成成分及其生物合成途径的图谱,分离一批关键酶和调控因子基因,获得一批具有自主知识产权的成果,为运用代谢工程或者其它育种手段改善我国农作物营养品质提供理论基础和技术支撑。同时,培养和造就一批青年学科带头人和学术骨干,促进我国植物代谢科学的发展。

        首席科学家:肖文交(中国科学院地质与地球物理研究所)

        第一承担单位:新疆自然资源与生态环境研究中心

        依托部门:新疆维吾尔自治区科技厅,中国科学院

         地处欧亚大陆中心的新疆以及与之邻接的广袤区域——中亚成矿域,是全球矿产资源潜力最大的区域。横贯中亚成矿域的第二亚欧大陆桥综合运输体系,是一条安全的陆路资源通道。这一区域以其巨量矿产资源供给能力和资源通道的特殊功能,构成我国资源安全体系不可缺失的重要组成部分和举足轻重的一翼。深化中亚成矿域的研究,引导矿产勘查开发,为国家资源安全体系的构建和“用好两种资源”提供科学依据,完全符合我国经济社会发展的重大需求和国家资源战略。中亚造山带是全球显生宙陆壳增生与改造最显著的地区,其长达10亿年的陆壳演化过程,经历了陆缘增生、后碰撞和陆内造山作用三个阶段。陆缘增生造山和后碰撞地壳垂向增生过程中,发生了强烈的壳幔相互作用,系统保存了亚欧大陆形成和演化的完整信息。中新生代处于亚欧大陆的核心地带,在印度板块与亚欧大陆碰撞远程效应和深部壳幔作用的共同控制下,形成了全球最典型的陆内盆山体系。典型的大陆增生和陆内改造所蕴含的科学问题,使中亚造山带成为探索大陆动力学问题的最佳天然实验室。

        　　该项目将在前一期“973”项目取得成果的基础上,结合国内外大陆动力学与矿产资源研究的新进展,进一步凝练科学目标,采取地质学、地球物理学、地球化学和信息科学等多学科综合研究手段,以“岩石探针”和“矿床探针”为切入点,研究大陆动力学演化过程;以大陆增生和改造为线索,揭示壳幔作用成矿机理。推动大陆动力学与成矿理论的源头创新,建立大陆增生成矿理论框架和成矿预测体系,培养一批高层次的地质矿产研究人才,为国家矿产资源接续基地和西部资源安全通道的建设提供科学依据与技术支撑。

        首席科学家:胡瑞忠

        第一承担单位:中国科学院地球化学研究所

        依托部门:中国科学院、国土资源部

        　　我国经济的高速增长对矿产资源的需求与日俱增。然而,我国矿产资源的供给形势却十分严峻,矿产资源短缺已成为制约我国社会经济发展的大瓶颈。因此,通过成矿理论和找矿技术方法的创新,为发现一批新的矿产资源提供科学依据,是我国一项迫在眉睫的重大任务。

        　　陆内成矿作用指发生在大陆板块内部而非大陆板块边缘、由大陆板块内部动力学过程而诱导的成矿作用,是当今成矿学研究的国际前沿。华南陆块内的晚古生代大陆地幔柱成矿系统、中生代大花岗岩省成矿系统和大面积低温成矿系统是典型的陆内成矿系统,在全球极具特色,进一步找矿潜力巨大。本项目以这三大成矿系统为研究对象,以国家急需、华南陆块又有巨大资源潜力的Cu、U、贵金属、Pb??Zn、V??Ti、Fe、W、Sn、Sb等为主要研究矿种,拟解决的关键科学问题是:(1)陆内成矿作用对壳幔相互作用的响应机制;(2)各成矿系统巨量金属聚集过程和主要控制因素;(3)成矿模式支持的找矿模型及深部矿化信息识别和靶区圈定。为解决这些关键科学问题,主要研究内容包括:(1)与成矿有关的重大地质事件及其动力学:导致晚古生代地幔柱和中生代大花岗岩省形成以及晚中生代大面积低温成矿域地壳伸展的壳幔相互作用过程、机制和动力学,各重大地质事件和相关矿床的精细年代学;(2)不同成矿系统的时空结构和巨量金属成矿过程:各成矿系统形成时的构造??流体(熔体)??成矿元素??能量配置以及所形成的主要矿床类型的时空分布规律和相互关系;(3)不同成矿系统的找矿预测理论和方法:成矿模式支持的找矿模型,覆盖区找矿战略靶区圈定技术和隐伏大矿定位预测方法。项目的研究目标是(1)揭示华南陆块三大成矿系统的形成与相应大陆动力学过程的关系;(2)建立华南陆块陆内成矿理论;(3)发展华南陆块找矿预测理论和方法,圈定3—5处新的找矿靶区。

        首席科学家:李小文

        第一承担单位: 中国科学院遥感应用研究所

        依托部门:中国科学院

         陆地表层生态环境过程与现状是地球多圈层相互作用的综合体现,作为一个独特而复杂的层面,它与人类的生存和发展息息相关。在该层面上水、土、光、人、生、气等是最为活跃的因素,其综合作用塑造的生态环境也呈现出时空多变性。快速发展的对地观测技术,正逐步成为独特而具有无比潜力的时空数据来源。但由于对地表参数多尺度变化规律和相应遥感辐射机理的认识不足,目前遥感数据产品的水平远不能满足生态环境、农林牧业等应用、多学科研究和社会经济发展的迫切需求。开展陆地表层生态环境要素遥感协同定量反演理论与方法的研究,对于揭示地表参数的时空尺度变化规律、改善定量遥感数据产品质量具有重要的科学意义和实际价值。

         该项目将在已有定量遥感基础研究成果的基础上,围绕“协同反演”及“注重过程”等核心主题展开,拟解决的关键科学问题内涵是:交叉、集成生态环境领域知识和遥感观测理论,探明生态环境要素中遥感可表征面状信息的物理意义和生态环境学意义,揭示定量遥感产品参数的尺度转换规律、多模式遥感综合定量化反演中知识积累与动态传递机制。发展遥感数据产品质量的真实性检验理论和方法,研制遥感机理模型与生态环境过程模型耦合的协同反演系统,提高遥感数据产品满足生态环境过程监测不同时空尺度需求的能力。

         围绕该项目拟解决的关键科学问题,将以开展典型区域生态环境定量遥感综合试验为纽带,发挥多学科交叉优势,研究将遥感机理模型与地表过程模型相结合的地表参数协同反演理论与方法;研究多模式、多时空分辨率遥感数据综合优化模式,重点研究模型与参数的时空尺度转换;并在地下生态环境参数的遥感反演方法研究上作进一步尝试。

        首席科学家:杨学明

        第一承担单位:中国科学院大连化学物理研究所

        依托部门:中国科学院

         本项目的科学内涵是利用先进的实验和理论方法,研究复杂体系中的化学反应动力学机理以及基本化学动力学规律。这一研究项目对能源、环境以及高新技术等相关领域的研究具有重要作用。

         该项目的主要目的是采用先进的动力学实验技术和高精度动力学理论相结合的方法,深入细致地研究重要复杂体系中的化学反应动力学机理,在原子分子的层次和量子态分辨水平上揭示复杂体系的基本化学动力学规律。我们将以复杂反应体系中重要反应的过渡态动力学、激发态和非绝热动力学以及瞬态中间体的探测等重要科学问题为主线,紧密结合能源、环境以及高新技术相关的领域需求、面向重要复杂体系的动力学科学前沿课题开展认识复杂体系化学反应本质的基础性、原创性的研究工作。本项目的主要研究对象将集中在两类体系:气相多元复杂体系(燃烧、大气以及气相化学沉积等)以及大分子复杂体系(生物大分子以及表面和界面体系等)。拟解决的关键科学问题有以下几个方面:(1)揭示多元复杂体系中重要反应的动力学机理,特别是重要基元反应的过渡态和共振态的动力学效应;(2)多元复杂体系中的激发态分子的反应及传能动力学问题、激发态分子的非绝热反应动力学问题;(3)多元复杂体系的动力学测量、模拟问题;(4)分子在表面反应的动力学问题以及表面激发态和光化学动力学问题。

        首席科学家:景益鹏

        第一承担单位:中国科学院上海天文台

        依托部门:中国科学院

        　　国家大科学工程项目——LAMOST项目从2007年起逐渐投入使用,具备建立大样本星系表和银河系内的大样本恒星表的观测优势,因此可望在研究宇宙大尺度规律中发挥重要作用。 本项目将组织理论物理界和天文界的相关优秀专家进行交叉合作,为国家大科学工程项目LAMOST项目的巡天战略和数据科学分析提供有力的支持,使对LAMOST的投入获取高科学产出的回报,在物质深层次结构和宇宙大尺度物理学规律的若干关键性科学问题上做出有高显示度的系统性的成果,大大提高我国在这一科学前沿的综合研究与开拓创新的能力,使我国在该领域的整体研究水平跻身国际先进行列,形成一支具有高度竞争力的研究队伍。

        　　该项目将在多学科交叉的基础上,结合LAMOST项目的观测优势,以研究宇宙大尺度结构为主线,研究宇宙大尺度结构形成与演化和银河系结构与演化两大密切相关的关键性科学问题。共设立6个课题,分别为:暗物质暗能量和宇宙学参数、宇宙结构形成的理论和数值模拟、银河系和近邻星系、高红移宇宙的观测研究、星系活动和大质量黑洞的形成、星系中的恒星形成和演化。

        　　该项目组成员由来自上海天文台、紫金山天文台、国家天文台、高能物理所、北京大学、中国科技大学、南京大学、北京师范大学的48名研究人员组成,其中国家杰出青年基金获得者17人。

        首席科学家:施浒立

        第一承担单位:中国科学院国家天文台

        依托部门:中国科学院

        　　在“863”项目、创新工程和新概念项目的支持下,项目组运用天文基础研究中积累的时间比对、天体动力学研究、射电干涉和微弱信号接收等优势,提出和建成了基于同步通信卫星的转发式卫星导航系统的演示验证系统,取得了喜人的结果。并被列入国家中长期发展规划重大专项中。该项目将在此基础上,进一步开展基于同步通信卫星的转发式卫星导航系统的研究,并与GPS类卫星导航系统比较,完成原理性精度论证和扩展性功能的原理性探索。力争为国家启动专项做好基础性的准备工作,也为转发式卫星导航系统走向实用,走向世界做好充分的准备工作。

        　　该项目将基于同步通信卫星的新系统的原理探索、创新点论证研究和总体设计为主线,以卫星运行与信号传播时延修正、精度提高和功能扩展为研究重点,深入地开展卫星动力学研究,解决卫星机动时和机动后的轨道运行规律的精确预报,探索同步通信卫星不作纬度调整后的运行轨迹,实现退役星的第二个生命周期的利用;研究信号在空间传播过程中与电离层、对流层的作用机理和影响,研究多径效应对信号处理的影响;研究抗干扰的新途径,创建新型的转发式卫星导航系统;实现导航信息的回传、沟通与交流。研发CAPS接收机和专用芯片。从这些研究中吸取营养,将使卫星导航取得重要的实质性的进展,并在若干关键性问题的研究中实现突破,建立有影响的新理论,发展新的重要的研究方法。建立世界上新一代的卫星导航系统的理论和方法,则可以推进我国和世界卫星导航研究的发展,并促进该领域优秀研究人才的成长。取得这些卫星导航研究成果的同时,应有力地支持创新成果的转化,应注意及时地把这些成果应用于国家重点工程的建设之中,为我国国民经济和国家安全做出贡献,也为世界导航事业,做出指南针一样的贡献。

        　　总体目标是,通过发现基于同步通信卫星的导航定位新原理和发明解决PVT5C的关键技术,创造超越GPS的新系统,为实现国家中长期科技规划中的卫星导航专项工程,做出创造系性和基础性贡献。

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        际合作伙伴计划??中科院海外知名学者创新团队。

         实验室拥有海洋科学博士后流动站,海洋生物学、海洋化学、环境科学博士学位授予点,海洋生物学、水产养殖学和环境科学等硕士学位授予点。近几年培养博士、硕士毕业生80人,现有在读研究生90余人。客座流动专家近30人。已形成一支以中青年人才为主、年龄结构合理、富有创新能力的研究队伍。

         实验室主任:黄良民研究员

         学术委员会主任:陈宜瑜院士

         依托单位:中国科学院南海海洋研究所

         (中国科学院海洋生物资源

         可持续利用重点实验室 供稿)

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