下载文档原格式
项目名称：主要农作物核心种质重要农艺性状单元型区段及互作研究首席科学家：张学勇中国农业科学院作物科学研究所起止年限：2010年1月-2014年8月依托部门：农业部一、研究内容以水稻、小麦、大豆全基因组单元型区段分析及关联分析为切入点，重点研究和筛选控制高产、优质、抗病及水肥高效的优异单元型区段（或基因），揭示其形成基础和遗传本质，阐明不同功能单元型间的互作效应，为三大作物设计育种奠定材料基础。
重点从以下四个方面开展研究：1、种质资源中重要单元型区段的发掘对水稻、小麦、大豆微核心种质中的重要基因组区段进行精细扫描，结合系谱分析，摸清我国育种中稳定传递的单元型区段及其形成和演变过程；通过标记/性状关联分析，明确一些区段所控制的重要性状，系统分析这些单元型区段在核心种质样本中的变异及主要载体（品种）。
2、控制重要性状单元型区段的遗传及互作效应分析以重要单元型区段在核心种质样本中的变异信息为基础，在微核心种质导入系中，系统筛选同一区段不同单元型，评价它们的遗传效应，发掘具有重要育种价值的新变异; 对优良单元型在不同遗传背景下的遗传效应进行比较和评价，筛选和培育正向效应突出、对产量、品质等无负面效应的抗病、水肥高效等重要单元型，为育种提供新的基因资源；通过导入系之间互相杂交，在消除杂合遗传背景效应的基础上，研究单元型之间的互作效应，提出三大作物育种中单元型优化组合模式与实施方案，与育种单位结合，进行组装育种的研究和实践。
3、典型单元型区段基因组成、结构和功能分析在小麦中选择15～20个典型单元型区段，用与其紧密连锁的标记筛选染色体大片段插入文库（BAC文库），构建覆盖相应单元型区段的跨跌群（Contig），并完成序列分析；用候选基因在核心种质群体中进行关联分析，结合大面积推广品种突变体库进行重要农艺性状鉴定，发掘有重要育种价值的功能基因；从DNA 和性状形成两个层面揭示单元型区段的本质，为作物的分子育种提供基因和理论依据；充分利用水稻和大豆的全基因组信息，利用高通量测序设备，对典型材料进行重新测序分析，发掘有重要育种价值的单元型和功能基因。
附件：973计划2004年度立项项目、项目首席科学家、项目依托部门策划书策划书活动策划书模板一、策划书名称尽可能具体的写出策划名称，如“×年×月×日信息系×活动策划书”，置于页面中央。
策划书二、活动背景：这部分内容应根据策划书的特点在以下项目中选取内容重点阐述具体项目有：基本情况简介、主要执行对象、近期状况、组织部门、活动开展原因、社会影响、以及相关目的动机。
三、活动目的及意义：活动的目的、意义应用简洁明了的语言将目的要点表述清楚；在陈述目的要点时，该活动的核心构成或策划的独到之处及由此产生的意义都应该明确写出。
四、活动名称：根据活动的具体内容影响及意义拟定能够全面概括活动的名称。
五、活动目标：此部分需明示要实现的目标及重点（目标选择需要满足重要性、可行性、时效性）。
六、活动开展作为策划的主题部分，表述方面要力求详尽，不仅仅局限于用文字表述，也可适当加入统计图表、数据等，便于统筹。
活动开展应包括活动流程安排、奖项设置、时间设定等。
涉及到奖项评定标准、活动规则的内容可选择以附录的形式出现。
活动流程安排大致可以分为三个阶段：（一）活动准备阶段（包括海报宣传、前期报名、赞助经费等）；（二）活动举办阶段（包括人员的组织配置、场地安排情况等）；策划书注：须注明开展活动的阶段负责人、指导单位、参加人数等信息。
（三）活动后续阶段（包括结果公示、活动开展情况总结等）；注：如有涉及校园卫生、环境等情况，应及时清理。
七、经费预算：活动的各项费用在根据实际情况进行具体、周密的计算后，用清晰明了的形式列出。
八、活动中应注意的问题及细节：内外环境的变化，不可避免的会给方案的执行带来一些不确定性因素，因此，当环境变化时是否有应变措施，损失的概率是多少，造成的损失多大等也应在策划中加以说明。
九、活动负责人及主要参与者：注明组织者、参与者姓名、单位（如果是小组策划应注明小组名称、负责人）。
附件2973计划项目申报要求一、973计划项目立项条件1、申报项目应满足下述三项条件之一：（1）紧密围绕我国社会、经济和科技自身发展的重大需求，解决国家中长期发展中面临的重大关键问题的基础研究；（2）瞄准科学前沿重大问题，体现学科交叉、综合，探索科学基本规律的基础研究；（3）发挥我国的优势与特色，体现我国自然、地理与人文资源特点，能在国际科学前沿占有一席之地的基础研究。
2、申报项目还应符合973计划项目立项的基本要求：（1）有创新的学术思想，科学、可行的研究方案；（2）有明确、先进的研究目标，研究重点突出，针对关键科学问题开展多学科交叉、综合研究；（3）有高水平的学术带头人和一支学术思想活跃、科研业绩优秀、团结协作、结构合理的研究队伍；（4）具备良好的研究条件，结合重点研究基地和原有工作基础开展研究工作；（5）经费预算合理。
二、申报资格与条件1、在中国大陆境内的科研院所或高校等独立法人单位，遵守973计划管理办法及有关政策法规，均可直接或通过其主管部门向科技部申报项目。
鼓励多个单位联合申报。
2、申报单位必须推荐申报项目的首席科学家，每个项目只能推荐1位首席科学家。
项目首席科学家应具备以下条件：（1）具有较高的学术水平、优秀的科研业绩和开拓创新能力；（2）具有较强的组织、协调能力；（3）具有良好的信誉，作风民主、严谨；（4）能将主要精力用于项目组织协调与研究工作；（5）在项目立项当年一般不超过60岁。
3、以下人员不能参与项目申报，不能作为项目首席科学家的候选人：（1）在研973计划项目首席科学家、课题负责人；（2）专家顾问组成员和专家咨询组成员；（3）承担国家科技计划项目总工作时间已达满负荷的科研人员；（4）中央和地方各级政府公务员，专职科研管理人员；（5）因违规被取消申报资格者和其他不能保证履行规定义务者。
4、外籍华裔科学家及港、澳、台地区科学家被推荐为项目首席科学家或课题负责人，必须正式受聘于申报单位。
附件2973计划项目申报要求一、973计划项目立项条件1、申报项目应满足下述三项条件之一：（1）紧密围绕我国社会、经济和科技自身发展的重大需求，解决国家中长期发展中面临的重大关键问题的基础研究；（2）瞄准科学前沿重大问题，体现学科交叉、综合，探索科学基本规律的基础研究；（3）发挥我国的优势与特色，体现我国自然、地理与人文资源特点，能在国际科学前沿占有一席之地的基础研究。
2、申报项目还应符合973计划项目立项的基本要求：（1）有创新的学术思想，科学、可行的研究方案；（2）有明确、先进的研究目标，研究重点突出，针对关键科学问题开展多学科交叉、综合研究；（3）有高水平的学术带头人和一支学术思想活跃、科研业绩优秀、团结协作、结构合理的研究队伍；（4）具备良好的研究条件，结合重点研究基地和原有工作基础开展研究工作；（5）经费预算合理。
二、申报资格与条件1、在中国大陆境内的科研院所或高校等独立法人单位，遵守973计划管理办法及有关政策法规，均可直接或通过其主管部门向科技部申报项目。
鼓励多个单位联合申报。
2、申报单位必须推荐申报项目的首席科学家，每个项目只能推荐1位首席科学家。
项目首席科学家应具备以下条件：（1）具有较高的学术水平、优秀的科研业绩和开拓创新能力；（2）具有较强的组织、协调能力；（3）具有良好的信誉，作风民主、严谨；（4）能将主要精力用于项目组织协调与研究工作；（5）在项目立项当年一般不超过60岁。
3、以下人员不能参与项目申报，不能作为项目首席科学家的候选人：（1）在研973计划项目首席科学家、课题负责人；（2）专家顾问组成员和专家咨询组成员；（3）承担国家科技计划项目总工作时间已达满负荷的科研人员；（4）中央和地方各级政府公务员，专职科研管理人员；（5）因违规被取消申报资格者和其他不能保证履行规定义务者。
4、外籍华裔科学家及港、澳、台地区科学家被推荐为项目首席科学家或课题负责人，必须正式受聘于申报单位。
项目名称：光合作用分子机理及其在农业生产中应用的基础研究首席科学家：张立新中国科学院植物研究所起止年限：2009.1至2013.8依托部门：中国科学院一、研究内容1．拟解决的关键科学问题随着我国人口增加，可耕地面积日益减少，如何提高作物产量是我国当前农业可持续发展所面临的重要问题。
光合作用是作物产量形成的物质基础。
目前稻麦等主要农作物光能利用率较低,在光合作用过程的多个环节上都有提高的潜力。
本项目所要解决的关键问题是围绕光能高效转化机理这一核心问题，深入研究光合作用光能转换过程中所涉及的光能转化、碳同化以及环境影响因素，挖掘作物光能利用潜力，揭示光能利用效率调控的分子机理，为稻麦等作物产量提高的应用奠定理论基础和提供技术途径。
2．主要研究内容针对关键科学问题的解决，根据国内外发展趋势及国内已有基础，提出以下研究内容：1. 重点研究作物能量吸收和传递、激发能在两个光系统之间均衡分配、维持高效转能调控机制，揭示与提高光能吸收、传递和转化效率密切相关基因功能和调控机理。
2. 重点研究作物光合碳同化途径的网络调控机理、光合同化产物优化分配的调节机制；光合电子传递、质子转移与光合碳同化的动态衔接及其协调机制；以及作物光合功能期维持的分子机制。
3. 重点研究作物光氧化的分子遗传特性、光合作用光破坏与光保护的环境调节分子机理，揭示参与光合作用光保护调控的重要功能基因的作用方式和调控机制，建立与抗光氧化特性的基因调控网络。
4. 在机理研究基础上，光合作用专家与作物遗传育种专家紧密配合，建立主效QTL位点和关键基因的分子标记，并用于辅助选择创制高光效新材料，结合群体光合效率的改善，利用常规育种、分子辅助选择和转基因等技术手段，选育出光能利用效率和生物量提高的稻麦新品系（种）。
二、预期目标总体目标通过项目的实施，在光合作用光能转化、碳同化及其环境调节方面取得原创性的科学成果，鉴定若干在农作物光合作用过程中起关键作用的相关基因，揭示改进作物光能利用效率提高作物产量潜力的分子机理，为农作物的遗传改良提供理论指导。
附件2国家重点基础研究发展计划项目申报要求一、项目申报基本条件申报项目应满足下述基本条件:1．符合年度申报指南要求，具有创新的学术思想,有明确、先进的研究目标，有科学、可行的研究方案;２。
围绕国家重大战略需求，着眼解决国家中长期发展中面临的重大科学问题；重要科学前沿项目应针对重大科学前沿问题,体现学科交叉和综合、发挥中国特色和优势、有可能在国际占有一席之地;3．具有高水平的学术带头人和研究团队;４．利用重点研究基地的研究条件，具有较好的研究工作基础。
二、申报资质要求1.中国大陆境内具有法人资格的科研机构和高等院校可根据申报指南提出项目申请。
申报单位通过主管部门、地方科技主管部门或直接向科技部申报项目.２。
申报单位在申报项目时应推荐项目首席科学家.每个项目只能推荐一位项目首席科学家。
项目首席科学家应具备以下条件：ﻩ（１)具有较高的学术水平和开拓创新意识；（2)具有较强的组织、协调能力；（３)具有良好的信誉，作风民主、严谨；（4）将主要时间和精力用于项目的组织、协调与研究工作；（5）在申报项目当年一般不超过６０岁。
3．项目申报人员应遵守《国家科技计划项目承担人员管理的暂行办法》的有关规定，已作为项目(课题)负责人承担国家科技计划项目人员（不包括当年结题的）不能作为项目首席科学家或课题负责人申报973计划项目，作为主要参加人员同期参与承担的国家科技计划项目（课题)数（不包括当年结题的)不得超过两项。
４。
在研９７3计划（含前期研究专项）和重大科学研究计划项目首席科学家、课题负责人一般不得因申报新项目而退出目前承担的项目。
一个科研人员不能同时参与两个以上（含两个）项目的申报。
5．外籍科学家及港、澳、台地区科学家被推荐为项目首席科学家或课题负责人，须正式受聘于大陆境内单位，且在受聘单位工作时间符合规定（应同时提供境外工作单位和受聘单位的有效证明）.6。
作为推荐项目首席科学家和课题负责人申报项目，每年投入项目工作时间应不少于6个月,其他参与申报项目人员每年投入项目工作时间应不少于３个月.7. 以下人员不能参与项目申报:（1）9７３计划专家顾问组成员、领域专家咨询组成员；(2）重大科学研究计划专家组组长、副组长；（3)中央和地方各级政府公务员、专职科研管理人员;（4)承担国家科技计划项目总工作时间已达满负荷的人员；（5)因违规被取消申报资格和其他不能保证履行规定义务者.三、组织项目的有关要求1。
科技部发布973计划项目网上申报流程及注意事项国家重点基础研究发展计划（973计划）2011年度项目申报指南已发布。
项目实行网上申报，由申报单位通过国家科技计划项目申报中心网站（以下简称申报中心网站）提交项目申请书，其他形式提交的申请书科技部不予受理。
有关事项如下：一、网上申报流程（一）单位注册及创建申报项目1．首先登录申报中心网站点击用户注册进行单位信息注册，将《国家科技计划项目申报中心单位用户信息‐登记表》在线打印，加盖单位公章后，同本单位证明材料复印件，尽快传真至科技部信息中心协调处，同时将原件一式两份，尽快将注册原件及证明材料寄送至北京市复兴路乙15号科技部信息中心协调处。
往年在申报中心申报过973计划项目的申报单位，不需要重新注册，使用原单位账号信息即可。
2．单位注册通过审核后，申报单位使用所注册的账号登录申报中心网站，创建973计划申报项目及其他申请人账号，并将申报项目的填写权限赋予相应的申请人账号。
（二）申报1．项目申请者使用从申报单位获得的申请人账号登录申报中心网站，在线填写申请书，完成后将其提交至申报单位审核。
申报单位审核确认后，于受理截止时间前（3月30日17：00前）在网上将申请书提交至科技部。
2．申报单位在完成网上提交申请书后，在线打印两份申请书，并加盖单位公章，于截止日期后4日内（4月3日前）以特快专递形式邮寄至科技部基础研究管理中心（如有外籍科学家及港、澳、台地区科学家被推荐为项目首席科学家或课题负责人，请将相关的有效证明材料一并寄出。
）。
二、申报单位应将所有申报项目在上级主管部门备案。
同一项目不得通过不同单位分别申报。
部门（包括部委、行业、省市科技主管部门）推荐的项目，应由部门出具推荐公函并于受理截止日期后4日内（4月3日前）以特快专递形式邮寄至科技部基础研究管理中心（以收到时间为准）。
三、申报期限申报项目受理时间为3月15日8:00至3月30日17:00，请各申报单位尽早登陆申报系统，按时提交项目申请书。
1．对非天然氨基酸具有特异性的氨酰trna合成酶的高通量筛选首先，修改大肠杆菌或酵母细胞内的遗传密码，使无义的?uag密码对应于感兴趣的非天然氨基酸。
然后，筛选对非天然氨基酸具有特异性的氨酰-trna合成酶，技术路线如下：① 在目标细胞中引入一个外源的氨酰-trna合成酶和trnacua，使其保持活性且不与内源的氨酰-trna合成酶和trna反应（生物正交性）。
② 改变编码氨酰-trna合成酶活性氨基酸的dna序列，建立氨酰-trna合成酶基因突变库。
③ 对氨酰-trna合成酶突变库进行如图1所示的正负循环筛选，得到特异识别目标非天然氨基酸的合成酶变异体，使其只催化trnacua与非天然氨基酸间的氨酰化反应。
2．蛋白质翻译起始复合物结构解析首先我们将运用动态光散射仪，对获得的蛋白质和稳定蛋白质复合物样品的溶液状态进行分析，考察其是否处于均一状态，在不同条件（温度、浓度、ph等）下的稳定形态和凝聚状态；同时运用溶液光谱（包括cd 光谱和荧光光谱）方法分析蛋白质在溶液中的构象变化，综合各种因素初步确定适合于结晶实验的条件。
然后摸索晶体生长的条件，尝试大量不同的沉淀剂、蛋白质浓度、ph和缓冲体系、以及不同添加剂等，得到高衍射质量的晶体用于x-射线衍射分析。
一旦获得蛋白晶体，将利用x-射线衍射仪进行初步衍射实验，以帮助进行结晶条件的优化和低温冷冻条件的筛选。
具有高衍射能力的蛋白晶体将运用国内外同步辐射光源进行高分辨率的x-射线衍射数据的收集。
并运用单波长反常散射法、多波长反常散射法、同晶置换法、和分子置换法解析各种蛋白和蛋白复合物的三维晶体结构。
3．基于非天然氨基酸标记的蛋白质结构研究溶液nmr技术是研究蛋白质-蛋白质相互作用、测定蛋白质复合物三维结构的强大工具。
19f由于具有较强的核磁信号对环境敏感，而大多数生物大分子都不含氟元素，因此用19f标记蛋白可以产生很高的信噪比，在活细胞中获得蛋白质相互作用的动态信息和蛋白质复合物的动力学特征，而且对蛋白质结构和功能的扰动达到最小（19f和氢原子的半径类似）。
种质资源诱变育种项目申请书一、项目背景与目标随着现代农业科技的快速发展，种质资源的优化与创新已成为提升作物产量与品质的关键所在。
本项目旨在利用诱变育种技术，对现有种质资源进行改良，筛选出具有优良性状的新品种，以满足市场对高产、优质、抗病等多元化需求。
二、申请单位基本情况本单位为XX农业科学院，长期从事农业种质资源的收集、保存、评价与利用工作。
拥有一支经验丰富、技术过硬的科研团队，配备先进的实验设备和场地。
近年来，在种质资源研究方面取得多项重要成果，为农业生产提供了有力的科技支撑。
三、项目内容与实施方案1.种质资源收集与评价：收集国内外各类作物种质资源，进行系统的性状评价和遗传分析，筛选出具有潜在育种价值的材料。
2.诱变处理与突变体筛选：利用物理、化学等方法对种质资源进行诱变处理，产生遗传变异。
通过表型观察和分子标记技术，筛选出具有优良性状的突变体。
3.新品系选育与测试：对筛选出的突变体进行后代选育，构建新品系。
通过田间试验和室内测试，评估新品系的产量、品质、抗病性等性状。
4.新品种推广与应用：将选育出的优良新品种进行示范推广，与农业生产单位合作，推动新品种的广泛应用。
四、预期成果与影响本项目预期选育出若干具有高产、优质、抗病等优良性状的新品种，提高作物产量和品质，降低农业生产成本，增加农民收入。
同时，新品种的推广应用将有助于推动农业产业结构的调整和优化，促进农业的可持续发展。
五、经费预算与来源项目预计总投资为XX万元，主要用于种质资源收集、诱变处理、新品系选育、田间试验等方面的支出。
经费来源包括申请单位自筹、政府科技项目资助、企业合作等多种渠道。
六、风险评估与应对措施项目可能面临的风险包括诱变效果不稳定、新品系选育周期长、市场推广难度大等。
为此，我们将采取以下应对措施：一是加强诱变技术的研发和应用，提高突变体的稳定性和可预测性；二是优化新品系选育流程，缩短选育周期；三是加强与农业生产单位的合作，推动新品种的示范推广和市场应用。
项目名称：植物免疫机制与作物抗病分子设计的重大基础理论首席科学家：何祖华中国科学院上海生命科学研究院起止年限：依托部门：中国科学院农业部二、预期目标（一）项目总体目标深入阐明重要粮食作物的免疫机理、建立我国主要农作物重大病害抗病机制为模式的创新研究体系，结合我国转基因新品种培育的重大战略需求，建立作物抗病分子设计的理论与技术体系。
本项目将系统分离并鉴定重要粮食作物水稻和麦类新的抗病基因（包括QTL）、病原菌致病因子的寄主靶标、模式植物拟南芥的重要调控基因及其在作物中的相应功能等，建立我国特色的分子植物病理学前沿理论研究模型，开辟植物免疫研究的国际前沿，前瞻性地布局国际前沿的创新研究领域与技术体系。
在植物新的免疫机制、作物广谱持久抗病的分子遗传机制、作物重要腐生病（如纹枯病）的抗病性等方面获得重大突破，并以此为基础建立重要粮食作物抗病分子设计的重大基础理论和技术体系。
本项目将在农作物抗病性的基础理论上做出创新性贡献，为作物抗病育种提供具有自主知识产权的新策略、新技术和基因资源。
本项目的实施将在高水平研究论文发表、专利申请和优秀人才培养与团队建设等方面做出重大贡献，大幅提高我国的农业科学理论与技术水平，实现跨越式发展，显著增强我国农业科学自主创新的能力，为国家“转基因新品种培育重大专项”的高效实施提供理论与技术体系的保障。
（二）五年预期目标1.建立水稻和麦类作物免疫研究的前沿体系以水稻为代表的农作物与拟南芥相比，它们的免疫分子机理既有相似性，但在抗病基因的结构和功能、对病原菌PAMP和effector识别应答及其调控网络的结构等方面存在重要差异，并存在较多的技术障碍，重要的研究体系也没有很好建立。
本项目将立足于领域前沿与国家需求，分别把水稻和小麦的重要抗病系统的研究进一步发展成为全面、成熟、具有国际前沿水平的植物抗病分子机理研究的模式体系；并初步建立对顽拗性腐生病原菌纹枯病（立枯丝核菌）和赤霉病（禾谷镰孢）免疫研究的技术平台与重要的抗病相关基因资源，全面揭示宿主农作物对腐生性病原侵染的应答网络和免疫机制，为分子植物病理学科的发展和作物抗病分子育种提供新的理论和途径。
973 XXXXCB113900-G 主要蔬菜重要品质性状形成的遗传机理与分子改良要紧蔬菜重要品质性状形成的遗传机理与分子改良首席科学家：黄三文中国农业科学院蔬菜花卉研究所起止年限：2012.1-2016.8依靠部门：农业部一、关键科学咨询题及研究内容（一）拟解决的关键科学咨询题围绕我国蔬菜产业进展中对优质品种的迫切需求，从已有的蔬菜基因组学研究的基础动身，针对决定蔬菜商品品质的产品器官发生发育和决定风味品质的风味物质合成积存的遗传机理开展深入研究。
科学咨询题1：蔬菜商品和风味品质性状形成的遗传构成蔬菜产品器官的形成和风味物质的合成与积存是由多基因操纵的性状。
哪些关键基因操纵了叶球的形状建成，果实形状的丰富变异的遗传基础是什么，风味物质代谢的关键酶基因是什么，解决操纵这些品质性状形成遗传构成的咨询题是进一步研究其调控机制的基础。
科学咨询题2：蔬菜商品和风味品质性状形成的基因调控机制产品器官形成和风味物质代谢的生物学过程受到基因网络及环境因素的调控。
关键品质功能基因是如何表达调控的，它们之间又是如何相互作用的，温度与光周期等环境因素是如何阻碍它们的表达，解决这些品质性状形成调控机制的咨询题是培养优质品种和生产优质蔬菜产品的理论基础与技术支撑。
通过对上述两个关键科学咨询题的深入研究，探究在全基因组序列基础上阐明优质关键基因的结构、功能和互作效应及调控机制，在此基础上建立现有要紧蔬菜品质改良全基因组分子设计的理论和方法体系，将提升我国蔬菜品质育种的水平，为推动蔬菜产业转型升级提供科学依据。
（二）要紧研究内容为了保证在有限方向进行重点突破，本项目针对生产中存在的白菜和甘蓝未熟抽薹、结球不紧实和裂球咨询题、黄瓜和番茄的畸形果和裂果咨询题，以及黄瓜幽香味缺乏和苦味发生的咨询题，集中力量研究白菜和甘蓝叶球形成、黄瓜和番茄果实形成，以及黄瓜风味形成的遗传构成和基因调控机制，并在此基础上建立这些蔬菜品质改良的全基因组分子设计体系。
项目名称：重要养殖鱼类功能基因组和分子设计育种的基础研究首席科学家：桂建芳中国科学院水生生物研究所起止年限：2010年1月-2014年8月依托部门：中国科学院湖北省科技厅一、研究内容基于拟解决的鱼类分子设计育种的策略和理论基础以及鱼类分子设计育种的可行性途径这两个关键科学问题，本项目拟集中在鱼类主要经济性状如生殖、生长、抗性的功能基因组和分子设计育种的基础方面，重点解析这些主要经济性状的基因调控网络，开拓关键技术，其主要研究内容包括：1）鱼类生殖基因调控网络及其分子设计育种的基础研究采用基因转移、morpholino介导的基因敲降等技术，配合整体原位杂交、细胞示踪和免疫荧光定位等方法，重点解析鱼类生殖质(germ plasm)的基因调控网络；揭示重要生殖调控基因在鱼类卵母细胞成熟和卵-胚转换中的功能作用及其调控机制；探讨鱼类配子发生过程中双亲特异性甲基化在生殖调控中的作用及其及其调控网络；通过大规模RFLP分析等呈现技术，筛选雌雄个体间性别特异的DNA片段标记，进而通过Genomic Walking克隆分离与性别决定和性别分化相关基因；揭示鱼类性别决定和性别分化的基因调控网络及其作用机理；筛选鉴定出可用于鱼类分子设计育种的性别特异表达基因和分子标记；开拓生殖调控基因和分子标记用于鱼类分子设计育种的可行性途径。
2）鱼类生长的基因调控网络和分子设计育种的基础研究采用morpholino介导的基因敲降、整体原位杂交、细胞示踪、免疫荧光定位以及组织碎片灌流和细胞孵育等在体和离体研究等技术，重点解析鱼类下丘脑/垂体控制生长的基因调控网络；揭示鱼类性成熟和生长的相互协调及其调控机理；探讨脑肠肽/生长激素/类胰岛素生长因子信号通路及其对鱼类生长的调控机制；揭示卵泡抑素等抑肌素相关基因在调控鱼类肌肉细胞增殖和鱼肉蛋白/脂肪平衡的作用机理；研制可控不育性转卵泡抑素等基因的转基因鱼品系；阐明鱼类个体大小调控基因的系统发育和进化规律；开拓生长基因调控网络和分子标记尤其是主控基因用于鱼类分子设计育种的可行性途径。
3）鱼类抗性的基因调控网络和分子设计育种的基础研究利用我们自主建立的分离鱼类抗病毒基因的细胞模型，重点解析鱼类干扰素系统和抗菌肽基因的调控网络和抗病作用机理；揭示重要鱼类病原与宿主免疫系统的相互作用及其作用机制；探讨在鱼类抗病免疫反应中主效基因调控网络、功能和抗病机理；研制具有抗病性状的雌核发育系和近交家系；鉴别出与鱼类抗病性状密切相关的分子标记和等位基因及其抗病QTL定位；建立鱼类抗病分子设计育种的理论和技术方法，开拓其可行性途径。
采用大规模测序和基因芯片分析等手段，通过比较转录组学和基因功能分析等研究手段，解析鱼类抗寒基因调控网络及其作用机理，揭示低温胁迫下不耐寒鱼类基因表达谱与耐寒鱼类基因表达谱的差异及其关键基因的功能；创制鱼类抗寒机理研究模型，开拓鱼类抗寒基因用于分子设计育种的可行性途径。
4）鱼类分子设计育种的关键技术研究通过建立鱼类数量性状基因调控网络信息整合技术和鱼类经济性状主效基因的图谱定位，揭示鱼类经济性状主效基因同线性和性状关联性关系，阐明鱼类经济性状主效基因转录组以及它们在群体和家系中的功能，确定鱼类经济性状主效基因标记和基因不同组合的遗传效应，评估其育种效率，由此创建可用于鱼类分子设计育种的数量性状多基因聚合育种的技术路线。
通过创制基于蛋白分子设计、BAC克隆、转座子系统、Cre/lox基因靶位操作的稳定、高效的鱼类转基因技术，优化和完善基于蛋白质锌指结构的鱼类基因快速敲除系统，创建基于破坏原生殖细胞发生或维持的具有遗传安全的鱼类转基因技术体系等建立可用于鱼类分子设计育种的基因操作技术路线，并揭示性腺特异小RNA在基因表达调控中的作用，阐明piRNA与互作蛋白的调控途径，研制出持续激活的生长激素受体基因的转基因鱼，揭示持续转激活生长激素受体基因与转生长激素基因的转基因鱼的效应及其信号通路的调控差异。
二、预期目标本项目的总体目标：针对水产养殖业发展现状和可持续发展需求，通过开展重要养殖鱼类生殖、生长和抗性等主要经济性状的功能基因组研究，解析鱼类生殖的基因调控网络、鱼类生长的基因调控网络、鱼类抗病和抗寒的基因调控网络，筛选鉴定进行分子设计育种的主控或关键基因和分子标记，建立鱼类分子设计育种的关键技术及其技术体系，在理论上阐明鱼类生殖、生长、抗病和抗寒等主要经济性状和重要生命现象的基因调控网络及其作用机理，提出鱼类良种分子设计的策略；在技术方法上，建立鱼类分子设计育种的多基因聚合和基因操作技术，创制优质育种材料，创建鱼类分子设计育种的可行性途径。
通过这些研究，使我国在鱼类功能基因组研究中居国际领先水平，为培育高产优质养殖新品种奠定理论和技术基础，为我国水产养殖业的可持续发展和渔业生物技术的创新做出贡献。
五年预期目标:1.解析鱼类生殖、生长、抗病和抗寒的基因调控网络；2.筛选鉴定具有自主知识产权、可用于鱼类分子设计育种的功能基因和分子标记30－50个；3.揭示鱼类性别决定与分化、卵母细胞成熟和卵-胚转换的分子机制；4.阐明鱼类生长激素分泌的信号通路；5.阐明鱼类干扰素系统关键基因和重要抗菌基因的抗病功能及其作用机理；阐明鱼类抗寒关键信号通路及其作用机理；6.建立鱼类数量性状多基因聚合育种技术；7.创建基于蛋白分子设计和遗传安全的稳定高效的基因操作技术；8.建立主要经济性状功能基因组研究和分子设计育种中间的有机联系，创制2－3个在生殖、生长或抗性等目标经济性状上表现优质的育种材料；9.凝聚和培养一批有国际影响的中青年学术带头人和学术骨干；发表一批高质量的学术论文，其中在有重要国际影响的期刊（相关领域引用排名前15%的期刊或影响因子大于5的期刊）发表论文50篇以上。
三、研究方案（一）、学术思路：针对水产养殖业发展现状和可持续发展需求，以鲫和鲤等为主要研究对象，启动我国重要养殖鱼类功能基因组和分子设计育种的基础研究，通过研究鱼类生殖、生长和抗性的基因调控网络及其作用机理，筛选鉴定进行分子设计育种的关键基因和分子标记，建立鱼类分子设计育种的关键技术及其技术体系，解决鱼类分子设计育种的策略和理论基础以及鱼类分子设计育种的可行性途径这两个关键科学问题，为鱼类分子设计育种的实践和应用以及为我国水产养殖业的可持续健康发展和渔业生物技术的创新做出贡献。
（二）、技术途径：1. 采用solexa深度测序等大规模测序和基因芯片分析等手段，通过比较转录组学分析，了解鱼类生殖和生长不同阶段、以及抗病和不抗病、耐寒和不耐寒的基因表达谱差异，经生物信息学比较和分子特征分析，由此筛选调控鱼类生殖、生长、抗性的主要基因和关键基因；2. 建立重要鱼类基因组BAC库，研究基因的结构，克隆分离相应基因的启动子；将其启动子与GFP报告基因重组融合，利用基因转移等技术，采用流式细胞仪等筛选分析技术，进一步研究生物学功能；3. 建立鱼类BAC转基因技术，用杂交方法或PCR方法筛选重要功能基因的BAC克隆，在基因编码框的适当位置插入绿色荧光蛋白（EGFP）基因；利用以上构件制备转基因鱼，通过EGFP分析这些基因的时空表达情况及其生理学效应；4. 通过基因连锁分析和原位杂交等技术，研究目的基因在染色体上的定位，揭示基因相互作用的基因组组织基础；5. 用RT-PCR、原位杂交和Western blot方法在mRNA及蛋白水平上检测基因表达的组织特异性和时序性;用免疫荧光定位确定其基因的蛋白产物的组织、细胞和亚细胞定位；6. 采用染色质免疫沉淀法（Chromatin immunoprecitation，ChIP）、凝胶迁移或电泳迁移率检测（Electrophoretic Mobility Shift Assay，EMSA）等技术研究DNA 与蛋白的相互作用；7. 采用免疫共沉淀（Coimmunoprecipitation，Co-IP）、GST-pull down、荧光共振能量转移（Fluorescence resonance energy transfer，FRET）、双分子荧光互补（bimolecular fluorescence complementation，BiFC）等技术研究蛋白相互作用；对一些重要蛋白进行质谱分析、并对其进行泛素化、乙酰化和磷酸化等修饰分析；8. 鉴定两性生殖鲫鱼卵子中双亲特异性甲基化、发育不等性基因，分析单性生殖鲫鱼三倍体卵子中相关同源基因启动子CpG岛甲基化差异和基因表达调节差异，确定发生差异甲基化的目标基因；比较分析两性生殖与单性生殖鲫鱼卵子基因组中差异甲基化功能基因启动子，鉴定差异甲基化顺式调控序列。
9. 采用正常的和人工突变后的基因转移试验，辅以其它分子生物学方法如目的基因表达产物体内、外诱导处理等来分析目的基因的生理功能；10. 用显微注射方法研究基因功能。
将含有这些基因的真核表达载体，或在大肠杆菌中表达出的蛋白，注射到胚胎中或转染到细胞中，观察生物学效应；11. 将目的基因的反义RNA或其蛋白的抗体注射到胚胎中，观察生物学效应；12. 对生殖调控基因而言，设立人工性反转实验，分别提取不同性反转阶段实验组和对照组性腺的mRNA和蛋白，采用上述方法研究基因表达的时序性；13. 对生长和生殖功能基因而言，合成重要调控生长生殖基因的结构类似物或表达具有生物活性重组蛋白，取鱼类的下丘脑、垂体、肝脏和性腺，通过碎片灌流和细胞孵育等离体研究方法，或直接注射结构类似物或重组蛋白，采用放射免疫测定等方法研究其活性，测定各种靶组织、血清中调控生殖生长激素的含量，分析这些生长调控因子和生殖调控因子的相互作用及其信号传递机制，分析它们对鱼类生殖和生长的影响；14. 通过体外合成小分子RNA，建立鱼类系统中适用于实验室日常工作的、简洁、高效的siRNA技术平台；通过克隆获得的鱼类来源的启动子构建针对草鱼出血病病毒的siRNA载体，建立抗病转siRNA基因鱼模型；通过Cre-loxp介导的系统进行鱼类胚胎中的条件基因打靶研究；建立鱼类胚胎干细胞和生殖干细胞系，建立鱼类培养细胞体外基因操作和个体重建技术途径；15. 通过morpholino介导的基因敲降技术，配合整体原位杂交、细胞示踪等方法，研究目的基因的生理学功能及其基因调控网络、信号通路和作用机理等；16. 采用已经建立的细胞模型，研究病毒与宿主细胞的相互作用，在此基础上，通过转染目的基因和siRNA干扰等技术手段，研究目的基因的生理学功能以及基因的调控网络；17. 通过AFLP和微卫星等遗传标记的大规模筛选，鉴定出与鱼类性别等等主要经济性状相关的分子遗传标记，进而通过Genomic walking克隆鉴定相关功能基因；通过人工选育和家系分析，利用遗传标记进行基因型分析的优势，研究特定标记与某些经济性状（例如生长、性别、抗病或抗寒）的连锁关系，进行分子标记辅助育种；开展鱼类生长、饲料转化率等经济性状的QTL定位分析和eQTL定位分析；18. 改造基于蛋白质锌指结构的基因敲除载体系统，优化基因敲除载体，引入更多的克隆位点，以简化特异基因敲除载体的构建；利用Zinc Finger Tools 网上软件包（）,选取代表性基因进行锌指结构域的索寻，选择连续20或30个氨基酸的合适结构域，依据针对DNA三联体的经验锌指氨基酸序列，设计靶标多肽和碱基序列；将靶标多肽的DNA片段克隆到经改进后的基因敲除载体上；体外合成mRNA,显微注射；观察表型，并利用PCR检测显微注射个体的基因型，获得杂合体；将杂合体个体扩大培养，并进行相互交配，以获得基因的两个拷贝均缺失的纯合体；系统分析基因缺失纯合体的表型。
