1、1863 计划现代农业技术领域 2006 年度专题课题申请指南前 言“十一五”期间，依据 国家中长期科学和技术发展规划纲要、 国家“ 十一五”科学技术发 展规划和863 计划 “十一五”发展纲要， 863计划现代农业技术领域紧紧围绕着新阶段现代农业和农村经济发展对农业高技术的重大需求，以“优质、高产、高效、安全、生态”为目标，重点发展以农业生物技术、农业信息技术为核心的农业高技术，加强原始创新和集成创新，力争在动植物功能基因、动植物分子育种、数字农业、农业 智能化装备、现代食品生物工程和农业生物药物等方面取得重要突破，大幅度提升我国农业高技术的自主创新能力与国际竞争力，为提高我国农业整体效益和
2、资源高效利用率，实现农业的可持续发展，保障国家粮食安全、生态安全和食品安全提供高技术保障。根据以上总体部署，863 计划现代农业技术领域将按专题和项目两个层次进行部署，设置“ 动植物品种分子设计 ”、“数字农业技术” 、“现代食品生物工程技术” 和“ 农产品生境控制与 质量分子检测技术”4 个专题，力求在育种技术源头创新、农业生产数字化管理、食品质量与安全以及农业环境污染控制与修复等方面获得一批原创性科技成果，引领我国现代农业的健康快速发展。专题将分年度公开发布课题申请指南。以下为本领域 2006 年度专题课题申请指南。专题一、动植物品种分子设计专题一、指南说明随着基因组学、系统生物学、生物信
3、息学等新兴学科的迅猛发展，2动植物育种理论和技术正在发生重大变革，多学科深度的交叉融合催生出国际上最新的育种新方法“品种分子设计” 。“品种分子设计” 是以分子设计的理论为指导，通过运用各种生物信息和基因操作技术，从基因（分子）到整体（系统）的不同层次对目标性状进行设计与操作，实现优良基因的最佳配置，培育新品种。开展动植物品种分子设计研究，构筑品种分子设计技术体系将推动传统的“经验育种” 向高效的“精确育种”转变，大幅度提升育种效率和技术水平，引领动植物育种技术的创新与发展。“十一五”期间，本 专题以主要植物（水稻、小麦、玉米、大豆、棉花、油菜、蔬菜、林草等）、动物（猪、牛、 鸡、家蚕等）等
4、为研究对象，重点研究：1、重要性状的分子构成解析；2、转基因技术；3、优异性状多基因聚合；4、品种分子设计的信息系统；5、品种分子设计工程；6、品种分子设计的技术体系与验证。通过本专题的实施，重点解析动植物重要性状的分子构成，鉴定具有自主知识产权和重要应用价值的新基因；突破多基因聚合和基因转移操作技术瓶颈，创建动植物品种分子设计技术体系；研发品种设计工程技术和信息系统，建立品种分子设计信息网络，构筑适合我国动植物品种分子设计的技术体系，创制一批动植物优良新品种，提高我国动植物育种的原始创新和集成创新能力，实现 育种理论和关键技术的新突破，抢占世界农业生物技术制高点。此次发布的是本专题 2006
5、 年度课题申请指南，年度经费预算为4500 万元。 拟支持的课题分两类，一是探索导向类课题，对重要性状形成的基因网络解析、重要功能基因鉴定、简单性状多基因聚合和品种分子设计的数据库建设等内容进行支持，课题支持强度为 100 万元以下，课题 支持年限不超过 5 年；二是目标导向类课题，对主要粮食作物分子聚合育种进行支持，课题支持强度为 300 万元以下，课题支持年限原则不超过 3 年。二、指南内容3（一）探索导向类课题1重要性状形成的基因网络解析主要研究内容：研究控制主要植物（水稻、小麦、玉米、大豆、棉花、油菜、蔬菜、林草等）、动物（猪、牛、 鸡、家蚕等）重要性状形成的关 键基因，明确其利用价值
6、和途径；在基因水平上，研究基因间互作、基因与环境互作效应，揭示重要性状关键基因的遗传网络。本方向 2006 年拟安排经费 900 万元。2重要功能基因鉴定主要研究内容：研究主要植物（水稻、小麦、玉米、大豆、棉花、油菜、蔬菜、林草、花卉等）、动物（猪、牛、 鸡等）、微生物（ 农用、食用微生物）重要功能基因的新型分子标记及作用；采用等位基因分析及关联分析等技术，鉴定优异功能新基因，明确其功能与利用价值。本方向 2006 年拟安排经费 1000 万元。3简单性状多基因聚合主要研究内容：研究主要植物（水稻、小麦、玉米、大豆、棉花、油菜、蔬菜、林草等）、动 物（猪、牛、 鸡等）优质 、抗病虫等重要性状基
7、因的分子标记选择；评估分子标记育种效率；研究简单性状多基因聚合技术。本方向 2006 年拟安排经费 700 万元。4品种分子设计的数据库建设主要研究内容：研究并进一步完善本土化的主要植物（水稻、小麦、玉米、大豆、棉花、油菜、蔬菜、林草等）、动物（猪、牛、鸡等）品种分子设计的生物信息数据库（基因组序列数据库、蛋白组数据库、比较基因组学数据库、分子标记数据库、表型数据库等）。本方向 2006 年拟安排经费 600 万元。4（二）目标导向类课题1主要粮食作物分子聚合育种研究内容：研究主要农作物（水稻、小麦、玉米等）高产、优质、抗病虫、抗逆、资源高效等重要性状基因的分子选择技术，集成杂种优势利用等技术
8、，建立分子聚合育种技术体系；聚合高产、优质、抗病虫、抗逆、资源高效基因，创制有重大应用前景的育种新材料，培育优良新品种。研究目标和考核指标：基于基因标记或连锁标记（SSR、EST-SSR、SNP 等）选择，建立聚合 2 个以上重要性状的分子育种技术，培育目标性状突出，综合性状优良的水稻、小麦、玉米等作物新品种 8-10 个，育成品种比对照种增产 5-10%，品质达到国标二级以上，抗推广地区 3 种以上主要病虫害，累计推广面积 1000 万亩以上。申请发明专利和新品种保护 8-10 项。本方向 2006 年拟安排经费 1300 万元，课题支持强度为 300 万元以下，课题 支持年限原则不超过 3
9、 年。三、注意事项1课题申请应具备的研究基础（1）探索导向类课题申请条件重要性状形成的基因网络解析：具有重要性状的候选基因并进行了初步的功能验证；具有基因组学研究的工作基础。重要功能基因鉴定：具有目标性状的基因资源，并已进行基因定位；拥有基因调控研究的工作基础。简单性状多基因聚合：已对目标基因进行精细作图；拥有重要性状基因的实用分子标记、适宜的育种材料和设施条件。品种分子设计的数据库建设：具备数据库开发、遗传模型构建和5相应软件开发的工作基础及大规模数据处理的相关设备；已具有本土化的生物信息数据库。（2）目标导向类课题申请条件分子聚合育种：有从事分子标记育种研究的工作基础和设施条件；拥有重要性
10、状基因的实用分子标记和适宜的育种材料，鼓励上下游结合。专题二、数字农业技术专题一、指南说明数字农业技术是用数字化技术对农业所涉及的对象和过程进行数字化设计、控制、管理和可视化表达的现代农业高技术。数字农业技术的不断发展正在深刻地改变农业生产的全过程，代表着现代农业生产管理的方向。农业生物-环境信息快速获 取、无线传感器网络、智能化信息实时处理和控制技术等数字农业技术的发展与广泛应用，对于促进作物生产按需管理的重大突破，提升农业生产效能具有重要意义。“十一五”期间，数字 农业技术专题将针对我国农业和农村经济发展的重大需求，围绕我国农业产前决策、产中管理、产后农产品流通的关键环节，瞄准国际数字农业
11、发展的前沿技术，重点研究：1、农业生物- 环境信息 获取与解析技术；2、农业过程数字模型与系 统仿真技术；3、虚拟农业与数字化设计技术；4、农业数字化管理技术；5、农业数字化控制技术。专题分年度选择重点技术内容进行部署实施，力求在数字农业共性核心技术上有所突破，引领我国现代农业的发展。此次发布的是本专题 2006 年度课题申请指南，年度经费预算为3000 万元。 拟支持的课题分两类，一是探索导向类课题，支持农业生物-环 境信息 获取与解析技术，主要植物生育 过程数字模型与系统仿6真技术，虚拟植物及昆虫与数字化设计技术，畜禽、林草场数字化管理及知识网格技术，温室数字化设计与农业采收、加工智能控制
12、技术等内容，课题支持强度为 1OO 万元以下，课题支持年限不超过 5 年；二是目标导向类课题，支持土壤参数时域反射仪(TDR)关键技术研究，农产品质量全程跟踪与溯源技术和粮食丰产数字化管理技术等内容，课题支持强度为 300 万元以下，课题支持年限原则不超过 3 年。二、指南内容(一) 探索 导 向类课题1农业生物-环境信息获取与解析技术（1）农作物信息新型传感器和光谱探测技术：研究田间条件下农作物形态、 营养、水分、温度等信息的无 损测试传感器和光谱探测技术， 实现在固定或移动状态下对作物长势、营养与胁迫信息的快速、实时、准确 获取和解析。（2）农田土壤信息传感器和光谱探测技术：研究农田土壤理
13、化性状快速测试传感器和光谱探测技术，实现在固定或移动状态下农田土壤紧实、水分、养分及有害成分等信息的快速、 实时、准确获取与解析。（3）农林植物病虫草害识别技术：针对主要农林植物病虫草及其为害，利用波谱学分析和模式识别等技术，研究病虫草害信息的定性识别、定量提取和动态监测技术。本方向 2006 年拟安排经费 500 万元。2主要植物生育过程数字模型与系统仿真技术（1）主要大田作物产量形成过程的协同模型：基于作物生长发育生理生态过程机理，研究小麦、水稻、玉米、棉花、大豆、油菜等主要大田作物产量形成过程的协同模型，建立针对不同区域的仿真系统。7（2）设施作物生长发育过程模型与仿真：研究设施环境条件
14、下主要作物生长发育过程模型，并与光、热、水分、养分、CO 2 的动态过程模型进行耦合；研究设施环境条件下作物生长发育仿真技术。（3）林草生长发育与生态系统模型：研究林分径级和树高联合分布模型，基于生长发育机理的林草个体形态结构模型、种群结构模型，以及主要森林和草地生态系统的生物量动态、土壤 C/N 循环过程模型，定量研究林草资源不同经营模式对生态系统的影响。本方向 2006 年拟安排经费 400 万元。3虚拟植物及昆虫与数字化设计技术（1）农林植物虚拟表达与数字化设计：研究农林植物器官、个体三维形态结构重建与生长发育过程可视化表达技术，农林植物三维形态结构与生理生态过程结合的虚拟生长建模技术，
15、基于冠层内光分布模型的玉米、水稻等主要作物高产三维群体形态结构分析与数字化设计技术。（2）虚拟昆虫技术：基于显微和超微切片图像，研究蝗虫器官、个体三维形态结构重建和可视化表达技术，三维形态结构与农药作用过程的建模技术，蝗虫感受器位点三维形态结构分析，为农药研制和施用设计提供科学依据。本方向 2006 年拟安排经费 300 万元。4畜禽、林草场数字化管理及知识网格技术（1）畜禽养殖数字化管理关键技术：研究集约化饲养场奶牛、猪等饲养动物个体信息的自动化采集、身份识别、行为状态监测技术，科学饲养、种群繁育的数字化管理技术，提高养殖场全程管理的数字化水平。（2）林草数字化管理关键技术：针对我国森林、草
16、场数字化管理的需要，研究异构林草资源数据的分布式管理技术，多尺度林草分布图8的聚合技术；建立基于原野服务器的实时数据采集分析系统和基于3S 技术的林草数字化监测管理、规划设计智能系统。（3）数字农业知识网格技术：研究农业异质数据转换技术，农业知识流区域空间聚类与映射演算模型，农业知识语义检索、透明调度、可信计算和群诊断冲突消解技术，建立具有分布协同计算和交叉并行服务能力的农业知识网格技术。本方向 2006 年拟安排经费 500 万元。5温室数字化设计与农业采收、加工智能控制技术（1）温室无线测控网络系统与优化设计：研制先进适用的温室无线传感节点、无线控制节点、无线汇聚节点、优化控制站点，研究无
17、线传感器网络中间件技术，建立温室无线测控网络系统，实现温室信息采集自动部署、自组织传输和智能控制；研究温室结构与环境综合优化设计，提出最佳设计方案。（2）粮食干燥数控技术：以保证粮食安全储藏和提高干燥品质为目标，研究粮食干燥过程控制模型辨识和水分、品质双控目标的多变量智能在线预测控制算法，构建粮食干燥过程传热传质数学模型和干燥在线预测模型，建立粮食变温干燥决策控制系统。（3）果树采摘机器人关键技术：研究基于机器视觉的果实图像信息快速获取与生物信息模式识别技术，机器人前行路径的相对导航和已知位置点的绝对导航控制技术，研制机器人采摘基础部件及原理样机。本方向 2006 年拟安排经费 400 万元。
18、(二) 目 标导 向类课题1土壤参数时域反射仪(TDR)关键技术研究研究内容：针对土壤水分、盐分等土壤物理参数快速测定的需要，9研究时域反射仪（TDR）的总体设计方法与技术，系统控制单元、时域脉冲信号发生器、时域宽带传感器（天线）、发射信号接收与处理等电路设计方法与技术，开展脉冲状态下的电磁参数测量技术研究，建立反射脉冲信号处理与分析、土壤含水量与含盐量计算方法、测量精度误差消除方法、TDR 系统校准方法，研制 TDR 测量系统原理样机。研究目标和考核指标：（1）产品技术指标：测量范围 0-100%，测量误差 3 %，重复测量精度0.5 %，供电电源 DC12V，最大功耗 4W，重量1.0kg
19、 ，工作温度 -100500；（2）研制成 TDR 测量系统的原理样机，在 产品技术性能与国际同类产品相同的条件下，成本下降50-60%；（3）产品适用于北方石灰性土壤、南方的红壤和东北的草甸土；（4）申报专利 10 项，获得软件登记 5 个，发表论文 10 篇。本方向 2006 年拟安排经费 200 万元，课题支持强度为 200 万元以下，课题 支持年限原则不超过 3 年。2农产品质量全程跟踪与溯源技术研究内容：研究农产品产地认证数字化管理技术，基地生产信息实时采集传输及安全预警技术，农产品个体标识与编码、电子标签中间件、物流信息管理等数字化管理技术和产品质量可追溯技术，建立多网络平台的农产
20、品质量快速溯源系统，构建农产品质量全程跟踪与溯源技术应用示范系统。研究目标和考核指标：（1）突破低成本农产品个体标识与编码、电子标签技术，研发出 3-5 个实用的数字化技 术产品；（2）建立农产品质量全程跟踪与溯源系统，获得软件著作权登记 15 个，发表学术论文20 篇；（3）在 20 个农产品生产基地和 10 个大中型超市应用示范。本方向 2006 年拟安排经费 500 万元，课题支持强度为 300 万元以下，课题 支持年限原则不超过 3 年。3粮食丰产数字化管理技术10研究内容：以实现小麦、玉米、水稻大面积高产为目标，集成 3S技术和传感器技术，建立农田土壤信息和作物长势快速获取技术系统和
21、诊断分析系统；研究开发农田数字化管理信息系统，实现区域性及农田地块不同尺度的土、肥、水、种、药等生 产要素的合理配置，提高资源利用效率；基于作物生长发育规律，建立作物肥水管理决策模型和网络化智能化生产管理决策支持系统，优化生产技术规程，实现作物生产过程的数字化动态管理；通过系统集成，在全国主要粮食产区应用。研究目标和考核指标：（1）建立粮食丰产数字化管理技术系统，集成当前重要的粮食作物丰产技术，实现作物从种到收全过程的数字化管理，产量和主要生产要素利用率提高 10%；（2）实现多源异构数据融合和系统间的无缝集成，软件系统界面友好易用，提供完善的即时帮助系统， 实现软件系统的自动部署安装；（3）
22、获得软件著作权登记15 个以上， 发表学术论文 20 篇以上。本方向 2006 年拟安排经费 200 万元，课题支持强度为 200 万元以下，课题 支持年限原则不超过 3 年。专题三、现代食品生物工程技术专题一、指南说明现代食品生物工程技术以全面提升食品营养、质量和安全性为目标，以新型食品、配料的生物制造以及传统加工方式的生物技术变革为切入点，重点研究食品酶工程技术、发酵工程技术和食品基因工程技术领域内的前沿技术，研究功能性蛋白质、多糖、寡糖、寡肽等重要生理活性食品的生物加工技术，加强前沿性技术探索和集成创新，引领重大产品的开发并带动产业发展。“十一五”期间，本 专题的研究重点：1、食品酶工程技术；2、食品
