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國家重點基礎研究發展和重大科學研究計劃2014支持方向
關鍵詞： 基礎研究 科學研究 支持
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國家重點基礎研究發展計劃和重大科學
研究計劃2014年重要支持方向
農業科學領域
1.主要糧食作物全基因組選擇育種
針對主要糧食作物（小麥或玉米）產量和品質等復雜性狀的形成，以功能基因組研究入手，闡明復雜性狀形成的分子基礎，及相關基因互作網絡，為建立全基因組選擇分子育種體系奠定基礎；研究延緩葉片后期衰老對產量和品質影響的分子基礎，為良種栽培技術提供理論依據。
2.油菜籽粒高產及高油分積累的分子機理（C類）
針對提高油料作物籽粒產量及含油量的需求，研究油菜高含油量形成及其積累的分子機理，為油菜的分子設計育種提供依據，并為培育特高含油量油菜品種提供基因資源和技術指導。
3.大宗農副產品高產優質的分子基礎
以食用菌或熱帶作物甘蔗為材料，研究食用菌營養生長和基質利用、子實體形成及生物活性物質產生的機理和分子基礎；研究甘蔗產量形成和蔗糖積累的關鍵基因及其功能，以及代謝調控機理，為創建甘蔗新種質材料和改進栽培措施提供理論依據和技術指導。
4.重要經濟林木優質、抗逆品種選育的生物學基礎（C類）
以橡膠或竹子為主要材料，研究橡膠樹產量形成的分子調控及關鍵基因的功能，為橡膠樹的選種育種以及種質材料的創新利用提供理論依據和技術；研究影響竹材生物質形成過程中生長發育的分子基礎，研究竹子開花的調控機理。
5.農林鼠害和農作物病害發生的多因素互作機制及防控策略
深入研究氣候變化、人類活動等對農林鼠害成災的影響機制，探索安全、環保、可持續的鼠害控制新策略；研究病毒、介體昆蟲、植物寄主三者之間的相互作用，發現與病毒致病、寄主抗病和昆蟲傳播病毒相關的新機制。
6.提高農業動物繁殖率的生理學及相關遺傳調控研究
以現有優良豬、羊養殖品種或珍稀優質魚類品種為對象，開展繁殖生理學及相關遺傳調控研究，為提高農業動物的繁殖力和種群擴增提供有效途徑。
7.農業動物營養物質高效利用（C類）
以幾種主養魚類或家畜為對象，從代謝組學入手，研究飼料要素與營養需求的最佳適配，研究魚類餌料的替代魚粉蛋白源或家畜減糧飼料的可行途徑，研究以營養為基礎的高產優質安全產品的形成機理。
8.草原生態系統功能提升及其調控機理
針對草原保護和草地生產力提高，研究草原、草地生產力的均衡調控機制和途徑，研究優質牧草和鄉土草種抗逆優質高產的生物學基礎，為草原、草地保護與可持續利用提供理論基礎和技術支撐。
能源科學領域
1.煤炭中有害元素的分布富集機理及環境污染防治
研究我國煤炭中有害元素（砷、汞、氟、鈹、鈾等）的賦存狀態與分布富集機理，研究有害元素在洗選、燃燒及化工過程中的遷移、演化規律，建立有害元素富集及環境影響的判識評價體系，研究防治有害元素環境污染的應用基礎理論與工程理論。
2.非常規致密油（頁巖油）形成機理、富集規律與資源潛力
研究致密油（頁巖油）形成機理，包括細粒沉積儲層沉積環境與分布特征、儲集空間結構與流體相態；致密儲層油氣聚集成藏機理，富集控制因素，建立致密油（頁巖油）地質理論，評價我國重點盆地致密油（頁巖油）資源潛力，預測有利區。
3.致密油氣藏的高效開發
圍繞致密油氣的驅油機理問題，針對低滲基質—裂縫系統等油氣儲層和復雜滲流現象，研究儲層橫向預測和精細表征的新方法，發展非線性滲流理論，研究致密油氣藏提高采收率的機理，建立致密油氣藏高效開發的理論基礎。
4.人工光合成的基礎（C類）
圍繞利用太陽能和水將二氧化碳轉換和儲存為碳氫化合物能源的關鍵科學問題，研究具有高光子轉化效率的新型半導體材料的設計和制備方法，建立相應的能帶調控理論；構建有利于光化學反應動力學條件的表/界面結構，闡明表/界面現象及光化學反應微觀機制；研究復合材料組裝和集成特性，開發高效的太陽能化學轉換體系。
5.新型高壓直流輸電裝備和系統的關鍵科學問題
研究電壓源型多端高壓直流輸電系統、新型直流斷路器和高壓直流套管、直流電纜、新型電力電子變換器等相關的關鍵科學問題，為我國新型直流輸電系統和新型直流斷路器等裝備的研制與應用建立理論基礎。
6.燃氣輪機高效清潔熱功轉換理論
研究多燃料、多工況等多適應性燃氣輪機高效熱-功轉換理論，高負荷葉輪機械三維非定常氣動熱力學理論，流-熱-固多場耦合及其流動換熱相互作用機理，高效清潔燃燒機理，多組分多相多尺度耦合理論與方法。
7.微型能源動力系統的理論與方法（C類）
研究微尺度條件下流體形態、轉捩機制、流動模型和流動調控的理論與方法，微尺度下火焰穩定性機理、反應動力學模型與燃燒過程強化，微尺度復雜環境下的傳熱與控制方法，微型能源動力系統的設計理論與實驗方法。
8.大容量工業儲能的科學基礎（C類）
圍繞可再生能源大規模接入、電力系統調峰和分布式供能對工業儲能的需求，解決儲能單元、系統并網與控制及系統集成中的關鍵科學問題，研究大容量鋰電池、超級電容器、壓縮空氣及儲熱等新型工業儲能技術的基礎理論。
信息科學領域
1.具有重要應用前景的原創性新型信息器件研究
針對未來信息技術發展的重大需求，研究新型太赫茲(THz)源、接收器件和其它關鍵功能器件及其應用；研究新型電子存儲材料與器件及超高密度超長壽命光存儲器件；研究高速柔性薄膜電子學器件和納米分辨力光學信息獲取方法。
2.支撐節能信息系統的光子和電子器件研究(C類)
針對國家對節能環保的重大需求，開展面向接入網和光互連的低能耗、低成本光電子集成器件與模塊及新型微納光電子器件研究；開展光子系統芯片關鍵微納光子器件關鍵科學問題研究。
3.新型通信復用體制基礎理論
研究軌道角動量（OAM）復用機理，研究在無線和光纖上OAM復用情況下香農信息論的發展，提出OAM產生、調制、發射、復用、探測和處理的方法；研究多維資源聯合優化的通信體制、信道損傷與干擾影響及應對方法，分析容量極限，提出并驗證高效的多維復用通信方法；開展大容量系統的計算機仿真和實驗驗證。
4.深空與臨近空間的信息傳輸理論
研究深空環境下對空間資源的認知和高效利用，提出深空通信技術體制和容量逼近傳輸理論，提出驗證方法并開展實驗；研究臨近空間等離子體鞘套與電磁波相互作用機理、影響及應對方法，為臨近空間超聲速飛行器的導航、數據遙測、通信和電子對抗等提供理論基礎。
5.大數據計算的基礎研究
面向網絡信息空間大數據挖掘的需求，結合1-2種重要應用，研究多源異構大數據的表示、度量和語義理解方法，研究建模理論和計算模型，提出能效優化的分布存儲和處理的硬件及軟件系統架構，分析大數據的復雜性、可計算性與處理效率的關系，為建立大數據的科學體系提供理論依據。
6.面向三元空間的感知認知和智能控制
面向復雜交通系統、公共安全和社會管理等方面的需求，分析網絡空間、現實世界和人類認知的三元交互融合；研究人的感知靈敏度和智能處理能力的拓展及集成方法；研究面向三元空間海量感知計算模式，建立認知計算理論，提出基于CPS的聚合協同與人機交互閉環的智能控制方法。研究以互聯網為基礎的中文信息處理理論與方法。
7.云計算安全研究（C類）
針對增強公共云計算安全性的需求，研究安全云計算的模型、結構及虛擬化機理；研究基礎設施作為服務、平臺作為服務和軟件作為服務等服務模式下保證用戶系統安全可靠的機制和方法；研究保障用戶數據的安全性、完整性、私密性和可追蹤性的理論和技術。
8.安全攸關軟件系統的共性理論和構造方法（C類）
面向安全攸關軟件（Safety-Critical Software）系統開發的重大需求，研究安全攸關軟件系統的建模原理、構造方法及其運行與演化機理；研究軟件安全性評測的理論與方法。
資源環境科學領域
1.造山帶弧盆體系構造-巖漿-成礦機理（C類）
研究古弧盆體系的構造演化過程，巖漿演化序列和地殼基底性質；揭示成礦物質來源、遷移富集機理和優勢礦種的成礦機制，建立古弧盆體系成礦理論框架；建立成礦預測體系及大型-超大型礦床識別標志體系。
2.華南地質構造特點及大規模低溫成礦理論
研究華南低溫成礦作用及有關地質事件的時代與空間格局；低溫成礦域中各類礦床的相互關系，成礦元素的運移-聚集過程及所形成礦床的主控因素與時空配置；低溫成礦作用與地質構造、殼幔深部過程的關系，低溫成礦作用的地球動力學條件；低溫成礦域中形成大型-超大型礦床的優選礦種與找礦方向。
3.東南丘陵區紅壤酸化過程、阻控機制與生態系統生產力恢復（C類）
研究不同氣候、酸沉降環境及人類活動條件下東南丘陵區紅壤酸化過程的時空分異格局和控制因素，闡釋紅壤酸化對土壤肥力、養分循環和土壤生物演替的影響，揭示不同植被和農作物對紅壤酸化的響應、適應和反饋機制，提出不同類型區土壤酸化阻控和修復的原理和對策。
4.我國典型土壤復合有機污染特征、界面過程與修復
研究典型區域土壤復合有機污染特征、源匯機制及演變趨勢，研究有機污染物的多介質微界面行為及其分子機制，闡釋共存有機污染物的交互作用機制與生物有效性，揭示土壤-植物系統中有機污染物的遷移轉化與阻控原理，提出復合有機污染土壤的植物-微生物聯合修復及化學強化等新技術原理。
5.大氣成分理化特征及其與氣候系統相互作用（C類）
分析和應用大氣成分站網資料，研究大氣成分天氣數值模式和百年、年代際尺度預估，評估全球大氣成分變化，提出減排策略；研究我國經濟發達地區大氣成分（含不同尺寸顆粒物）的形成、特征、演化機制，及其對天氣、氣候、環境的影響與對策。
6.雷電重大災害天氣系統的過程、動力、微物理和成災機理
通過對雷電重大災害天氣過程綜合探測及物理過程的認知，研究雷電物理過程及雷電成災機理，分析災害性雷暴的云微物理結構和成因，研究特種觀測資料同化及雷暴災害的監測預警和成災機理。
7.熱帶海洋生態系統動力學與生物資源可持續利用
研究具有豐富生物資源的熱帶海洋陸坡、深海海區內有關生態系統動力學問題，以中尺度物理、生化和生物過程的相互作用為核心研究海區生態系統的結構、功能及其時空演變規律，探討以海溫為環境指標的年際、年代際低頻變異對海洋生態系統的影響。
8.人類活動對我國海灣生態環境的影響及生物資源效應
研究高強度人類活動影響下海灣生態環境的演變過程與機理，對海灣生態系統結構與功能的影響，評估其對海灣漁業資源的影響，探討海灣生態環境修復的科學途徑。
健康科學領域
1.腦卒中發生與防治的基礎研究
研究腦卒中發生、發展過程相關的遺傳、分子、細胞機制，探尋國人高發腦卒中特別是出血性腦卒中的危險因素，拓展臨床診斷、干預、防治的新思路。
2.重要單基因遺傳病發生的分子機制
以臨床與流行病學資源、遺傳家系為基礎，應用現代先進技術，發現新的致病基因，研究其生物功能，揭示發病分子機理，為診斷與篩查提供理論依據和新手段，降低出生缺陷發生率。
3.自身免疫病發生機制及控制策略
結合1－2種我國常見的嚴重自身免疫疾?。ǔ愶L濕關節炎）臨床實踐，分析疾病的流行特征及其主要危險因素，研究自身免疫異常、疾病發生、發展的分子免疫學機理，提高臨床診治水平。
4.腫瘤異質性機制在個體化治療方案和腫瘤抗藥機制中的系統生物學研究
針對1－2種我國多發腫瘤，從基因、蛋白、信號調控網絡等多級水平研究癌癥發生、發展、維持和治療過程中的腫瘤異質性機制。應用腫瘤基因組進化、腫瘤細胞信號通路以及癌癥驅動基因破解的理論和技術，探討腫瘤個體化治療與應對臨床治療抗藥性的策略。
5.腫瘤免疫學的機理及其應用（C類)
結合臨床實踐，從分子、細胞與整體水平研究癌癥發生發展過程中腫瘤細胞和宿主免疫細胞的相互作用，揭示宿主免疫系統受腫瘤抑制的病生理過程及其機理，探索機體免疫抑制的重激活途徑與策略，為腫瘤治療提供新理論、新手段。
6.周圍神經損傷以及損傷后神經再生與中樞神經重塑的機制
從分子與細胞水平研究周圍神經損傷后近端潰變、神經性疼痛、靶區肌肉萎縮以及神經再生機制，研究損傷后腦和脊髓神經環路的重塑及其對周圍神經再生與疼痛的調節機制，探索損傷導致的肢體癱瘓、痛覺異常等有效干預策略。
7.循環miRNA生物學功能及臨床應用（C類）
構建代謝與心血管等重要疾病發生、發展進程中外周循環miRNA分子標志物譜圖，研究循環miRNA形成以及分泌miRNA介導的信號傳遞調控機制，揭示其與疾病的關系，發展早期分子診斷新技術以及治療的新策略、新方法。
8.糖尿病繼發血管或器官病變的機理與干預研究（C類）
結合糖尿病臨床，研究由其引發的血管或器官繼發病變的規律，從分子、細胞、組織器官及整體水平揭示其病理過程，發展診治與干預的新途徑和新策略。
中醫理論專題（C類）
1.中醫證候臨床辨證的基礎研究
選擇臨床常見、具有代表性的證候，明確辨證依據、揭示病證關系、探討生物學基礎，總結臨床辨證經驗，研究證候客觀量化表征，結合現代科技成果，探索新的辨證方法，為應對中醫臨床辨證難題、創新臨床適用的中醫辨證論治方法體系提供理論基礎。
2.針灸臨床腧穴配伍效應機制
選擇針灸臨床具有循證依據的有效病證，研究腧穴配伍應用與單穴應用、不同腧穴配伍之間的效應差異，探索穴位優選、配伍與評價方法，揭示腧穴配伍效應的影響因素和生物學機制，為針灸臨床選穴組方、提高療效奠定科學基礎。
3.“上火”的機理與防治
明確“上火”的辨證標準，研究“上火”的現代表征方法，揭示“上火”的生物學基礎，闡明清熱瀉火、滋陰降火等防治方法的作用機理，為提高中醫預防和有效治療“上火”提供科學依據。
重要傳染病基礎研究專題（C類）
1.慢性病毒感染與保護性免疫應答機制及其重塑
針對重要慢性病毒感染，以動物模型、感染者及人群為對象，研究長效、高親和力保護性體液免疫形成與維持的機制以及免疫細胞保護的機制，提出重塑有效免疫保護的策略。
2.動物病毒-宿主相互作用對病毒復制及抑制宿主免疫應答的機制
研究宿主調控病毒復制與病毒拮抗宿主免疫清除應答、炎癥反應及免疫逃逸的分子機制，揭示新的動物抗病毒天然免疫應答分子，為新型抗動物病毒藥物和疫苗研制奠定基礎。
3.重要細菌耐藥機制與新型抗菌分子的基礎研究
以一種臨床嚴重耐藥細菌為對象，如甲氧西林耐藥金黃色葡萄球菌、產NDM-1等碳青霉烯耐藥腸桿菌科細菌、泛耐藥非發酵菌、結核分枝桿菌等，研究耐藥形成機制，發現并研究新型抗菌分子及其作用機制。
4.基于結構生物學的抗病毒機制
針對我國新發、突發重大病毒性傳染病的病原體，研究其侵染、轉錄和復制等核心生命過程的結構生物學基礎和分子機制，發現抗病毒新靶標及對病毒感染干預的有效措施。
材料科學領域
1.海洋工程裝備材料腐蝕和防護
研究海洋工程裝備材料在高濕熱、壓力、化學和微生物等多環境因素耦合作用下的腐蝕損傷，磨蝕失效和微生物污損的機理與防護技術；研究深海高壓條件下密封、耐磨和聯接機構材料的破壞原因；針對海洋平臺大構件研究金屬材料制備的關鍵科學問題。
2.復雜多元有色金屬礦產資源清潔高效利用的科學基礎
針對我國礦產資源的特點，研究共生/伴生有色金屬礦資源的組元特性與分離行為、多元多相礦物分離提取過程的礦相演變規律與調控機制、選冶廢棄物資源化利用的科學基礎等，解決非傳統資源高效清潔分離的關鍵科學問題，推進有色金屬原材料產業綠色化升級。
3.高效有機光電材料及其器件集成
針對能源技術、信息技術的重大需求，圍繞有機光、電材料的能級、界面態調控，載流子輸運，器件結構設計及制備等關鍵科學問題，研究高效有機/聚合物太陽電池新材料與器件等有機光電材料與器件，實現大面積可控制備；研究有機晶體管及其電路高性能材料與器件。
4.軌道交通用高質量金屬結構材料研究
選擇一種軌道交通關鍵材料，如高效長壽轉向架系統、高抗疲勞的先進輪/軌系統或安全可靠的制動摩擦系統材料，研究高速、重載條件下的約束致脆、低溫、高應變率、疲勞剝離、輞裂失效等壽終和動態衰退、動態斷裂等科學問題，滿足批量穩定、高可靠性和經濟性要求。
5.高性能聚酰亞胺薄膜和纖維制備
圍繞聚酰亞胺薄膜和纖維材料高性能化和低成本制備的關鍵科學問題，研究樹脂的分子結構、凝聚態結構、流變特性、缺陷控制等對材料性能的影響規律，典型使役環境下薄膜和纖維材料的結構演變規律和性能優化，滿足生產中產品高質量和經濟性的需求。
6.稀土功能材料高性能化（C類）
圍繞稀土資源高效利用和高性能化目標，重點研究具有高效發光性能的新型稀土發光材料的發光機理及器件應用；高豐度稀土元素高值化利用的新型稀土化合物新功能原理及其關鍵制備技術；資源節約型高性能稀土永磁材料的設計、結構對磁性能的影響機理及可控制備科學基礎。
7.高性能近-中紅外激光材料及器件（C類）
探索能實現室溫工作的化合物半導體材料，優化其結構、物性及制備技術，研制通訊波段和2.8-4.0微米傳感波段的非制冷半導體激光器原型；通過組分設計、化學與物理過程的調控，優化玻璃光纖性能，研制1.0-3.5微米超窄線寬、超高頻率等高功率、高性能紅外光纖激光器原型。
8.材料設計與制備的新概念、新原理和新方法（C類）
通過相組織的“構件”組合，發展各方面性能均衡提高，具有多功能性的構筑材料；基于材料科學理論和工藝技術的積累，開展面向性能的材料集成設計，強化計算材料學對生產工藝的指導，加速材料研制進程。
制造與工程科學領域
1.能源裝備設計、制造、集成的科學基礎
研究風能、海洋能等清潔能源高效吸能轉化、傳遞、承載機構/結構設計的科學原理，裝備系統對復雜載荷作用的響應與自適應承載原理，穩定運行的界面科學、系統動力學與智能調控的多學科融合規律；研究服役于核環境的大型零部件制造的多尺度形性協同演變和綜合高性能的形成規律、核環境服役的零部件性能衰變、損傷、失效機制與可靠運行監控的科學基礎。
2.深部資源開發裝備設計、制造、安全運行預測與調控
研究深地、深海資源開發作業裝備與深部作業環境的多尺度耦合規律，特種作業功能機構/結構、裝備系統的創新設計，基于無人操作的作業狀態感知與監控的智能化基礎，特大型構件高品質制造工藝原理、系統集成與運行中非定常因素擾動控制的科學基礎。
3.航空、航天、航海高服役性能核心部件、特種機構、高性能零件設計制造的原理與方法
針對航空、航天、航海裝備，研究動力部件極端服役性能形成的多學科融合規律、其復雜制造過程形性演變軌跡和敏感參數的影響機制與規律調控；研究高性能核心零/構件的特種加工成形成性新原理、新方法與新技術；研究特殊機構機-電-液協同操縱系統、整機裝配集成的參數界面建模、快速準確響應與安全預警多學科技術原理集成。
4.特殊服役大型共性基礎件、特種功能部件設計制造原理（C類）
研究重大裝備用特種齒輪等基礎件高精度制造、高壓系統大型承載件整體化、高均勻性與高品質制造，其制造演變的殘余影響和形、性誤差的消減、補償機制，研究具有特種工作原理的精密功能部件的創新構成原理和制造原理。
5.超大型海洋和水工程設計、建設與運行基礎問題
海上油氣、風能和港口工程極端荷載環境的描述及預測，結構動靜力學性能及設計理論；超過200米高壩等超大型水工程設計和運行安全可靠的基礎問題。
6.交通、礦山和城市建設中的重大巖土和工程基礎
圍繞高速交通設施和金屬/非金屬礦井建設和運行，研究特殊土（黃土、軟土、紅土、膨脹土、凍土等）環境下的路基和地下空間的工程災變機理和防控理論。
7.重大工程結構和工程系統全壽命周期安全研究（C類）
超規范重大公共建筑、核能基地和生命線工程的耐久性，在極端災害環境下的損傷演化與災變機理，健康監測安全評定與性能控制的設計理論與方法。
8.面向制造和工程的數字化與軟件（C類）
面向重大工程結構及系統的災害模擬、防災減災及工程設計的數值模擬、軟件及支撐平臺；高精密微電子制造、光學器件制造工藝、裝備設計與仿真運行成套軟件。
綜合交叉科學領域
1.大型飛機基礎研究專題
針對大型飛機減阻降噪設計需求，研究空氣動力學復雜流動控制機理、減阻機理與方法；研究超大水滴成冰機理和預測方法等；圍繞航電系統綜合能力的提升，研究模塊化航電系統體系架構設計、結構與信息綜合機理與任務合成方法，提出航電系統有效性、安全性評價方法與指標體系。
2.深?？茖W研究專題
圍繞海洋動力過程與安全保障問題，研究深遠海島嶼周邊的多尺度海洋動力過程，為海洋環境監測和預報提供科學支撐；依托深潛器等深海研究平臺，探索深海生源要素循環、生物群結構與生物資源利用。
3.合成生物學專題（C類）
基因元件、基因器件、底盤細胞的標準化及適配性；基因器件、細胞器、細胞和多細胞體系的設計、合成及其在現代醫學中的應用與風險評估。
4.航天器的動力學與氣動熱環境
大型航天器的動力學與系統控制研究；高超聲速氣動熱環境與防熱材料的耦合研究。
5.深空、海洋與地理感知認知和導航理論與方法
深空、海洋、極地和地表探測感知與機理認知；衛星、天文、深海導航定位的新理論與新方法。
6.過程工程中節能減排與系統優化
過程工程中節能減排與系統優化的理論與方法；復雜反應傳遞過程中關鍵問題與系統優化。
7.針對生命科學的學科交叉與技術整合
成像、仿生及生物傳感器等實驗技術與方法在生命科學中的應用；生物大數據挖掘與生物網絡和生物體系的重構。
8.污染、災害的成因機理與交通安全風險防控（C類）
圍繞城市公共安全等問題，研究化學和生物污染的成因、預測及防控，研究重大災害及災害鏈的發生、演化機制，為城鎮化建設及防災減災提供科學依據；研究高速列車或地鐵系統的安全風險預警與控制。
重大科學前沿領域
重點支持經過自然科學基金等前期培育取得重要進展，應用前景較為明朗，可望取得重大突破的科學前沿研究和交叉綜合研究。例如：非晶體系的時空關聯及非平衡特征，新型導航理論探索，團簇多級結構的構筑與功能調控，洋殼登陸機理及其成礦作用，異常生命活動的微尺度基礎研究等。
重點支持基于重大科學設施開展的科學前沿研究，包括設施制備的先導研究、運用設施開展的科學前沿及重大國際合作研究。例如：X－射線自由電子激光器、大口徑射電望遠鏡、強流高功率離子加速器的先導研究、高溫高密核物質形態研究等。
納米研究
1. 納米材料與結構中的基礎問題
有重大應用需求前景的特種納米材料研制及基礎研究，極端條件下納米結構制備；納米材料的本征結構與性能關系研究。
2. 納米加工方法、檢測與標準
納米結構的新型加工、檢測與集成方法; 納米標準物質的制備與檢測方法。
3. 納米信息器件及集成（C類）
有實用化意義的新型納米器件（傳感、光電轉換、光波導、顯示、壓電電子等器件）及應用基礎；納米器件集成系統的設計和制備方法。
4. 納米生物與醫藥（C類）
針對重大疾病診治和再生醫學的基于納米技術的新方法、新材料和新藥物；納米尺度生物學過程的基本問題。
5. 納米環境材料與技術
納米材料的環境過程、生物效應與安全性；納米材料與技術在環境資源利用和污染治理中的應用；納米技術在資源高效再生中的應用。
6. 能源納米材料與技術
能量高效轉換與存儲納米材料研究和開發；納米材料與技術在高轉換效率太陽電池的應用；有重大應用價值的納米催化材料。
量子調控研究
1. 低維體系量子輸運和拓撲態的量子調控
研究低維量子體系中的量子輸運和關聯效應及其新奇量子現象，研究低維體系的自旋-軌道耦合、局域電場、贗磁場、載流子動力學、帶隙等的調制機理，研究低維體系中的拓撲現象，如狄拉克點的拓撲性及其調控原理，探索量子線中的馬約拉納費米子。
2. 強自旋-軌道耦合體系中的關聯效應及其量子態調控
研究重原子化合物中的奇異量子態和物性，發展和完善與重原子高軌道電子相關的物性表征技術，揭示相互作用競爭導致的多種自由度之間的耦合與制約機制，探索具有新奇量子特性的新結構和材料；研究基于外場和自旋-軌道耦合的輸運特性及多自由度調控，開發電子關聯和多種自由度之間相互作用的調控手段。
3. 過渡金屬氧化物界面的新奇量子現象
研究過渡金屬氧化物界面的新奇量子態和量子現象及其應用，發展原子尺度的精確可控生長技術，制備高品質的氧化物薄膜和異質結構；研究表面、界面的精細原子構型、電子特性及外場下的動力學行為。
4. 低維量子功能材料與器件
研究具有奇異物性的低維磁性量子功能材料與器件，研究與自旋-軌道耦合、關聯和量子相干相關的新奇量子效應及其調控原理；發展制備高品質的單晶與異質結構的新材料體系、新方法，研究宏觀量子有序態在外場調控下的動力學、輸運和光學特性。
5. 量子相干器件和微納光子結構的量子調控（C類）
研究微波、射頻等與量子比特器件的耦合及退相干機制，發展多量子比特和多諧振腔的制備技術, 實現多量子比特的耦合糾錯和運算門操作，探索多體問題的量子模擬；研究光場與微納光子結構的耦合、非線性相互作用及導致的量子現象，制備高品質光子微腔，研究局域光子態與電子量子態的耦合及產生的量子效應。
6. 固態量子計算的關鍵物理問題（C類）
研究固態量子信息處理系統在經典和量子光場驅動下的行為，發展單量子態探測和控制的實驗手段，建立處理退相干的動力學方法；研究基于關聯系統的量子計算方案，通過實驗模擬各種固體關聯效應。
蛋白質研究
1. 重要生物大分子的結構生物學研究
研究具有重要生理和藥理功能的生物大分子復合體（含RNA-蛋白復合體）的三維結構；研究具有重要生理和藥理功能的膜蛋白（特別是真核膜蛋白）及其與配體和下游調控蛋白復合物的三維結構。支持綜合運用多學科方法開展蛋白質的結構研究與功能詮釋，揭示其作用的分子機制和生物學功能。
2. 重要生理與病理過程的蛋白質組學研究（C類）
針對重要生理過程或重大疾病的病理過程，應用深度覆蓋、動態比較、定量、目標蛋白質組等技術，重點研究其蛋白質組的表達譜和修飾譜，發現和驗證若干重要的分子標志物/靶點，揭示蛋白質組（群）及其相關通路的調控規律，以及生理或病理意義。
3. 蛋白質研究的新技術與新方法（C類）
發展蛋白質定性基礎上的高精度定量、高分辨結構測定、相互作用和動態過程研究的新技術新方法。特別關注生物大分子復合體、膜蛋白、修飾蛋白質的結構分析和相互作用研究的實驗和理論計算新技術新方法；修飾代謝物、金屬離子等對蛋白質功能調控機制研究的新技術新策略；高靈敏蛋白質標記及其動態跟蹤和影像技術。
4. 蛋白質生成、加工、降解及其調控
研究非編碼RNA在蛋白質生成、加工和降解過程中的調控作用；研究膜受體等功能蛋白質在翻譯過程中的質量控制機制以及病原體對翻譯調控的逃逸和抑制機制。
5. 蛋白質生物學功能研究
針對細胞生命過程中的重大科學問題，研究參與基因轉錄調控和信號轉導過程的關鍵蛋白質及其復合物的生物學功能，以及與這些關鍵蛋白質調控相關的非編碼RNA生物學功能。
6. 復雜疾病和衰老過程的系統生物學研究
針對復雜疾病和衰老過程的高度復雜性，整合分子、細胞、組織、機體等層次，開展系統生物學研究。系統分析鑒定疾病發生或衰老過程中時序性相關的蛋白質改變及其與基因、代謝分子間的相互作用；闡明其調控網絡對疾病發生發展進程的影響及分子機理。綜合利用生物信息學和分子網絡分析，發現和評價疾病分子標志物和干預靶點。
發育與生殖研究
1. 神經系統發育及分化的調控機制
利用模式動物，重點研究神經發育、微環路建立的分子細胞機制，揭示神經系統發育的調控機理和關鍵因子，為理解神經系統疾病的發病機理和診斷提供科學依據。
2. 重要組織和器官發育與再生的分子基礎
利用多種模式動物，研究并揭示骨骼、淋巴、心血管和腎臟等特定細胞、組織或器官發育、分化、再生和穩態保持的信號通路和關鍵調控因子，為新藥篩選、疾病診治和干預提供科學依據。
3. 發育相關重大疾病的遺傳和分子機理（C類）
利用臨床資源及模式動物，通過遺傳學、表觀遺傳學或環境因素分析，揭示發育相關重大疾病，如聽覺障礙形成，貧血和新生兒呼吸系統疾病的細胞、組織或器官的分子調控機制，建立相關疾病的早期診治和干預新技術。
4. 精子發生與男性不育的分子基礎
闡釋精子發生與成熟過程中的遺傳和表觀遺傳調控機理，探索精子質量維護的新方法，為診治男性不育癥及研發男性避孕藥提供基礎。
5. 受孕與生殖調控（C類）
重點研究卵子發育的分子機制，環境內分泌干擾物對雌性生殖的影響，受孕的免疫調節，以及相關生殖調控新技術，為女性生殖健康提供理論基礎。
6. 植物器官發育與可塑性的分子調節機制
以模式植物和作物為對象，研究植物胚胎與器官發育、生長與衰老的調控網絡，闡釋植物器官發育可塑性的調節機制，揭示植物生殖關鍵過程的分子機理。
干細胞研究
1. 成體干細胞的命運決定機制與功能研究
研究成體干細胞（如神經、造血干細胞）發生、發育、分化及維持的分子調控機制；研究干細胞與微環境的相互作用以及信號傳導的機理；研究干細胞與功能器官形成和修復的關系及其分子機理。
2. 多能干細胞向中胚層分化機理研究
重點研究多能干細胞誘導分化成中胚層細胞過程中的分子調控網絡、表觀遺傳學、染色體的重塑、結構生物學、誘導因子和微環境等；驗證多功能細胞分化為中胚層細胞的生理功能，建立標準化的高效誘導分化和細胞分離純化體系。
3. 單倍體干細胞獲得與倍性維持機制研究
研究單倍體或其他異倍體干細胞建系與分化過程中的染色體倍性維持的機制；揭示細胞周期調控異倍體細胞的編程與重編程的機理；建立基于單倍體干細胞的高通量基因修飾、藥物篩選和基因功能鑒定體系。
4. 轉分化與重編程過程的表觀遺傳調控
利用和開發現代分子生物學手段（如高分辨率質譜、高通量序列分析等），研究成體干細胞干性維持、轉分化和重編程的表觀遺傳機理；研究包括但不僅局限于DNA和/或RNA本身及其相互作用蛋白的物理與化學修飾。
5. 干細胞微環境的體外模擬（C類）
針對干細胞體外培養、擴增、定向分化和轉分化的技術瓶頸和科學問題，研究干細胞在微環境中發育、擴增和定向分化的規律及調控機制，利用納米等新材料或技術等模擬體內干細胞微環境，建立干細胞向組織發育和三維構建的關鍵技術與應用平臺。
6. 重大疾病干細胞治療機制及策略研究（C類）
利用ES／iPS細胞或成體干細胞定向分化技術，針對心臟或肝臟等疾病，建立相關干細胞移植方法，研究干細胞移植后的體內分化與命運調控、宿主反應、移植安全性與有效性、治療機制與評價指標等；開展規范的臨床前研究，制訂相關重大疾病干細胞治療的方案和標準。
全球變化研究
1. 氮循環過程、機理及其影響（C類）
研究不同尺度氮循環關鍵過程，揭示自然過程和人類活動變化對氮循環影響的機制，評估氮循環在天氣和氣候、大氣環境變化和生物地球化學循環中的作用。
2. 區域氣候變異過程、機理和氣候變化對糧食安全的影響
研究全球變化背景下區域氣候變異關鍵物理過程和特征，揭示其變異機理、成因和早期信號，評估區域氣候異常對全球變化的反饋作用；研究環境和氣候變化對農業生產的作用機理，揭示環境和氣候因子與糧食安全的關系，評估不同情景下環境和氣候變化對我國糧食安全的影響。
3. 土壤碳潛力評估和自然及人為碳排放氣候效應
研究土壤有機碳變化過程、機制，檢測生態系統土壤碳儲量的快速變化、影響因素、源匯特征及其對全球變化的作用；檢測自然與人為碳排放過程，揭示碳排放與氣溫變化之間的關系和作用機制，發展區域碳排放模式，評估自然過程與人類活動對全球變化的影響。
4. 典型地區生態系統變化特征和城市化氣候效應
研究全球變化背景下典型地區氣候、水分和地表變化過程，揭示其生態系統響應特征和規律，評估全球變化背景下生態系統安全閾值和保護方案；研究城市地面特征，評估城市化氣候效應，完善大氣邊界層參數化方案，揭示城市化在地球系統氣候模式中的影響途徑和機制。
5. 全球地表覆蓋和能量水分交換監測、模擬和預估
監測全球地表覆蓋變化，揭示全球地表覆被變化過程及其與氣候變化相互作用機理，發展和完善陸面-氣候耦合模式，評估地表覆蓋變化對全球變化及生態系統的影響；研究地球表層能量水分交換過程，揭示其變化規律與機理，完善能量水分交換過程模型，模擬和預估地球表層能量水分交換過程及其對全球變化的作用。
6. 地球工程基礎理論、效應和風險評估（C類）
研究地球工程在不同減緩氣候變化目標下影響氣候的理論依據，開展地球工程效應模擬研究，評估各種地球工程方案實施的氣候情景、技術可行性、經濟效益及其對生態系統和社會經濟發展的影響；探索新的地球工程途徑、方案和理論，開展地球工程效應模擬研究，評估其可行性、效應和風險。
7. 全球變化與社會可持續發展模擬與評估（C類）
構建群體協同和時空分析方法體系，探討全球變化背景下有序人類活動與可持續發展的關系，發展碳減排、增匯與區域可持續發展理論和模式，提出人類適應全球變化綜合策略。