（7）合成生物学
围绕生命体计算设计、合成再造与人工调控等核心科学问题，面向提升人工生物装置与系统的设计构建能力，创建一批具有特定功能的人工基因线路、人工生物器件、人工细胞等人工生物体，构筑智能疾病诊疗、人工生物固碳、药物高效规模合成、重要化工材料构建等重大应用的科学支撑，促进生物产业创新发展与经济绿色增长。
（8）发育编程及其代谢调节
面向科学前沿及健康和农业发展需求，以生命体发育和代谢的精准调控机制为主线，揭示胚胎和组织器官发育、成年组织器官可塑性及衰老、胚胎和组织器官发育的代谢调控等规律，鉴定发育与代谢的关键调控因子，创建大动物遗传修饰品系，揭示大动物发育与代谢的重要调控机制。
（9）微生物组学
开展微生物组形成、遗传稳定性及与环境互作机制研究，农业微生物组与作物生长和发育的相互关系、抵抗环境压力和病虫害的机理研究，基于生态环境污染监测与预警的微生物组技术研发，我国人群体内微生物组及健康相关功能研究。推动科学前沿发展，为我国健康、农业、环境可持续发展提供支撑。
（10）催化科学
在催化理论、催化剂的理性设计与表征、催化新方法与新反应、资源的绿色催化转化与高效利用等相关催化领域中获得重大原始创新和重要应用成果，提高自主创新能力和研究成果的国际影响力；为解决能源、环境、资源以及人口健康等领域的关键问题提供物质基础以及技术支撑。
（11）极端制造的科学基础与创新技术
围绕极端制造需求和技术发展面临的关键科学问题，研究超大规格高柔性高性能航天复杂构件一体化制造和高均匀性近零残余应力航空构件制造，10纳米以下集成电路器件三维集成制造和光子集成器件制造，复杂曲面强光光学元件的抗损伤纳米精度制造和光学元件微纳结构的超快激光制造，热电高效转化的热防护构件制造、高性能复合声学结构制造和生机电一体化制造。为中国制造2025的顺利实施提供科学基础和支撑。
（12）磁约束核聚变能发展
以参加国际热核聚变实验堆（ITER）计划为契机，全面吸收消化关键技术，以聚变堆未来科学研究为目标，加快国内聚变发展，开展高水平的科学研究，开展聚变堆工程设计和关键技术预研，发展氚技术、聚变材料等ITER未涵盖的聚变堆技术。加快我国磁约束核聚变能的基础与应用研究，培养并形成一支高水平核聚变能研发队伍，大力提升我国核聚变能发展研究的自主创新能力，在2020年前后具备自主建造聚变工程堆的能力，适时启动高效安全聚变堆研究设施建设，加快聚变能走向应用进程，跨入世界核聚变能研究开发先进行列。
（13）空间科学系列卫星计划
研制并发射3-4颗新的空间科学卫星，在黑洞、暗物质、时变宇宙学、地球磁层-电离层-热层耦合规律、全球变化与水循环、量子物理基本理论和空间环境下的物质运动规律与生命活动规律等方面取得重大科学发现与突破。
3.加强面向培育变革性技术的科学研究
以实现“重点科技领域战略领先”为目标，围绕重要科学前沿或我国科学家取得原创突破、学科交叉创新带动的特征明显、有望产出具有变革性技术原型的基础研究和应用基础研究，进行前瞻部署，建立快速响应机制、创新组织管理模式，培育有望推动产业变革和经济发展模式转变的变革性技术，抢占未来经济社会跨越发展的先机。
（四）加强国家科技创新基地和科研条件建设
“十三五”期间，以提升原始创新能力为目标，完善科学与工程研究类国家科技创新基地建设与布局，在重大创新领域组建若干国家实验室，推进国家重点实验室的优化布局和发展。进一步推进国家重大科研基础设施的建设和运行，加强野外科学观测研究站建设和科技基础资源调查，夯实孕育原始创新的物质技术基础。
1.建设国家实验室，加强国家重大战略性基础研究能力
国家实验室是体现国家意志、实现国家使命、代表国家水平的战略科技力量，是突破型、引领型、平台型一体化的大型综合性研究基地。主要任务是突破世界前沿的重大科学问题，攻克事关国家核心竞争力和经济社会可持续发展的核心技术，率先掌握能够形成先发优势、引领未来发展的颠覆性技术，确保国家重要安全领域技术领先、安全、自主、可控。
2.加强国家重点实验室体系建设
面向世界科技前沿、面向国家重大需求、面向经济社会发展主战场，立足体系建设和能力提升，强化开放共享和协同创新，构建定位清晰、任务明确、布局合理、开放协同、分类管理、投入多元的国家重点实验室建设发展体系，实现布局的结构优化、领域优化和区域优化。深化学科国家重点实验室改革，带动省部共建、企业、军民共建和港澳伙伴实验室等国家重点实验室发展。主要任务是面向前沿科学、基础科学、工程科学开展基础研究、应用基础研究和竞争前共性技术研究，推动学科发展，促进技术进步。提高实验室原始创新能力，加强引领带动作用，为科技创新由跟跑为主向并跑、领跑为主转变提供支撑。
3.加强国家重大科技基础设施建设
聚焦能源、生命、地球系统与环境、材料、粒子物理和核物理、空间和天文、工程技术等7个科学领域，以提升原始创新能力和支撑重大科技突破为目标，布局建设一批重大科技基础设施。强化国家重大科研基础设施绩效评估，形成以开放共享为核心的运行机制，提高成果产出质量和效率。
4.建设完善野外科学观测研究站，提升野外观测研究示范能力
围绕生态保障、现代农业、气候变化和灾害防治等国家需求，建设布局一批野外科学观测研究站，完善国家野外观测站体系，推动野外科学观测研究站的多能化、标准化、规范化和网络化建设运行，促进联网观测和协同创新。开展科技基础资源调查，为认识自然现象、发现科学规律、推进基础学科发展奠定基础。
5.加强科研条件研发，增强基础支撑能力。
鼓励和培育具有原创性学术思想的探索性科研仪器设备研制，聚焦高端通用和专业重大科学仪器设备研发、工程化和产业化；加强国家质量技术基础的研究，研发具有国际水平的计量、标准、检验检测和认证认可技术；加强实验动物新品种（品系）、动物模型的研究与应用；注重研发具有自主知识产权的通用试剂和高端高纯专用试剂；组织开展跨学科、跨区域的重大科学考察与调查；强化夯实科技创新的物质条件基础。
6.完善科技资源共享服务平台体系。
根据科技资源类型，对现有国家科技基础条件平台进行优化整合；面向重大科技创新需求，在重大领域新建一批共享服务平台，完善平台布局；建设一批具有国际影响力的国家级科学数据中心、生物种质和实验材料资源库（馆），形成覆盖重点领域的科技资源支撑服务体系。
（五）加强基础研究人才队伍建设
“十三五”期间，遵循人才成长规律，加强基础研究人才引进和培养，凝聚和造就一批具有国际影响力的高水平领军人才、青年人才、实验技术人才和优秀创新团队。
1.培养高水平领军人才
在我国具有优势的重要领域，选择有较大发展潜力的科学家设立杰出科学家工作室，进一步推进“国家杰出青年科学基金项目”、“千人计划”和“万人计划”等高层次人才培养和引进计划的实施，加快培养一批在国际前沿领域具有较高影响力的领军人才。
2.加强中青年和后备人才培养
瞄准世界科学研究前沿，培养和支持一批中青年科学家。实施“国家自然科学基金青年科学基金项目”、“国家自然科学基金优秀青年科学基金项目”、“长江学者奖励计划青年学者项目”、“中青年科技创新领军人才”“国家重点研发计划青年科学家专题”等青年人才资助计划，加强优秀青年人才的培养。加大博士后支持力度，积极吸引国内外优秀的博士毕业生在国内从事博士后研究。推进国家科研机构与大学合作培养基础研究后备人才。
