基于文獻計量的百合研究趨勢分析

孫紅梅，李 敏，付麟嵐，郝天佑

（1沈陽農業(yè)大學園藝學院/設施園藝省部共建教育部重點實驗室，沈陽 110866；2北方園藝設施設計與應用技術國家地方聯(lián)合工程研究中心，沈陽 110866）

0 引言

百合是世界廣泛種植的重要切花、盆栽花卉以及園林植物，其花大、色艷，香味芬芳，觀賞價值高，且兼具藥用和食用價值[1]。觀賞百合花朵碩大、花姿優(yōu)美、顏色豐富，常有濃郁花香，是國際市場上的主流觀賞植物；食用百合如蘭州百合、龍牙百合等因鱗莖富含蛋白質、氨基酸和膳食纖維而被作為蔬菜受到消費者青睞；此外細葉百合、渥丹等則是傳統(tǒng)的中藥藥材，富含生物堿、多糖、皂苷和秋水仙堿等具有抗氧化活性的生物化合物[2-3]。

文獻計量是指利用研究性文獻發(fā)表的規(guī)律，以數(shù)理統(tǒng)計等定量研究方法為基礎，客觀評價不同國家、機構或作者在某一領域的研究現(xiàn)狀和研究歷程[4]。而知識圖譜分析則是指在文獻計量基礎上形成的可視化的研究結論，主要涉及科學領域及突現(xiàn)詞等研究熱點內容分析[5]。文獻計量學方法越來越受到科學界的重視，其可對某一研究領域的科研論文進行定量分析研究，也是目前科研量化評價的重要方法之一[6]。近年文獻計量應用于園藝科學領域的研究愈加廣泛，林玲娜[7]以1987—2017年國內外發(fā)表的橙類研究領域文獻，結合文獻計量，探索橙類研究的發(fā)展現(xiàn)狀及熱點；閆旭宇等[8]以文獻計量的方法分析了1978—2018年陜西蘋果的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

筆者利用文獻計量的方法對百合屬植物研究領域的演變、現(xiàn)狀及趨勢進行分析，并且以知識圖譜的方式將結論可視化，更加有利于深入了解百合領域的研究方向及主要機構或地區(qū)。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

中文數(shù)據(jù)來源于中國學術期刊網絡出版總庫(CNKI)，英文數(shù)據(jù)來源于Web of Science(WOS)核心合集數(shù)據(jù)庫，檢索期限為2000—2019年。

1.2 研究方法

以‘百合’為主題詞，檢索2000—2019年時間段內CNKI的中文文獻，檢索日期為2019年10月1日；以“l(fā)ilium OR lily”為主題詞，檢索2000—2019時間段內Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫中的英文文獻，檢索日期為2019年10月17日。最終檢索得到中文文獻總量11475篇，篩選有效文獻4407篇；英文文獻總量2482篇，篩選有效文獻952篇（有效文獻的篩選為除去信息不全、重復的文獻，以及通過文獻的標題、關鍵詞及摘要人工篩選與百合屬植物研究不相關的文獻，如中文中出現(xiàn)的“百合地黃湯”及英文中出現(xiàn)的“water lily”等相關研究文獻）。

利用Excel進行統(tǒng)計，借助VOSviewer及CiteSpace等可視化軟件對所篩選文獻的作者、發(fā)文機構、發(fā)文期刊以及關鍵詞等進行各方面計量分析，明確百合領域近20年的研究主題及熱點。

2 結果與分析

2.1 百合文獻研究年發(fā)文量

發(fā)文量是科學界對某一領域關注程度的總體表征，文獻發(fā)文量變化是衡量該領域研究進展的重要指標[9]。

在CNKI數(shù)據(jù)庫中檢索到2000—2019年與百合相關的中文文獻4407篇，年發(fā)文量趨勢如圖1a所示。可以發(fā)現(xiàn)，在2000—2010年期間，百合研究文獻的數(shù)量大致呈現(xiàn)逐年上漲的趨勢，最高達到年發(fā)文量在300篇以上，此后數(shù)量略有下降，2014—2018年的年均發(fā)文量214.4篇。

圖1 2000—2019年百合相關文獻年發(fā)文量及變化趨勢

WOS核心合集數(shù)據(jù)庫中檢索到2000—2019年期間百合相關文獻為952篇，在2009年以前文獻數(shù)量極少，僅有2000年和2004年各1篇（圖1b），分別是關于百合鱗莖中甾體皂苷的研究[10]以及麝香百合藥用成分的研究[11]。2009年開始文獻數(shù)量激增，表明可能前期國內外研究學者對于百合的研究已經有一定的基礎，但SCI數(shù)據(jù)庫收錄較少。2011年年發(fā)文量最高（132篇），此后呈現(xiàn)平穩(wěn)趨勢，2014—2018年年均發(fā)文量85.8篇。

根據(jù)檢索數(shù)據(jù)看，近年來國內外對于百合研究領域都保持著較高的關注度，處于穩(wěn)定發(fā)展的態(tài)勢。

2.2 關鍵詞共現(xiàn)分析

關鍵詞是一篇文章內容的核心，可以反映文章主題，因此對關鍵詞進行分析，有利于了解該研究領域的主要研究方向[12]。

利用VOSviewer軟件對有關百合中文文獻中的關鍵詞進行共現(xiàn)分析，對出現(xiàn)次數(shù)30次以上的關鍵詞進行展示（圖2a），不同顏色代表不同的聚類。共有73個關鍵詞，聚為7類（表1）。聚類1有RAPD、多倍體、引種、種質資源、遠緣雜交等19個關鍵詞，主要與百合資源與遺傳育種相關，如程千釘?shù)萚13]以麝香百合‘Snow Queen’為親本分別與條葉百合、川百合、細葉百合進行雜交，對其親本及雜交后代組培苗從形態(tài)學和分子水平進行了鑒定。聚類2包括產量、小鱗莖、鱗片扦插等9個關鍵詞，主要與百合的生產繁殖相關，如寧云芬等[14]以鐵炮百合為材料采用解剖學方法研究鱗片扦插繁殖中小鱗莖的組織發(fā)生，結果表明小鱗莖的發(fā)生起源于內層薄壁細胞，并將其過程分成了啟動期、生長錐形成期、葉原基形成期和小鱗莖形成期4個時期。聚類3的關鍵詞包括保鮮、切花、栽培技術等，與栽培技術和采后相關，如尤偉忠等[15]研究表明補光可以促使東方百合‘瑪麗’提早20天開花，并且提高品質減少敗育，還能使花色更加艷麗。聚類4農藥劑型、可濕性粉劑等關鍵詞主要與百合的病蟲害防治相關，如黃婕[16]認為50%消菌靈可濕性粉劑是用于防治百合夜間干枯病的理想藥劑。聚類5不定芽、快速繁殖、離體培養(yǎng)等關鍵詞主要與組培快繁與再生相關，如呂翠竹等[17]為優(yōu)化綠花百合組培芽增殖與試管鱗莖膨大的條件，探究了蔗糖含量、激素濃度及其配比，硫酸腺嘌呤及水解酪蛋白對綠花百合組培芽增殖的影響及蔗糖濃度與激素配比對鱗莖膨大的影響。聚類6休眠、生長發(fā)育等關鍵詞與種球休眠與發(fā)育相關，如孫紅梅等[18]以蘭州百合為試材，探究了不同貯藏溫度和時間對百合鱗莖內碳水化合物代謝的影響，發(fā)現(xiàn)2℃貯藏101天為解除休眠的最佳處理。聚類7基因克隆、遺傳轉化等關鍵詞主要與分子生物學研究相關，如王雪倩等[19]從亞洲百合‘小小的吻’中克隆獲得一個MYB轉錄因子基因LaMYB26，對其進行了生物信息學分析，并且實時熒光定量PCR(qRT-PCR)顯示該基因在敗育時期表達量明顯上調，且在花藥中特異表達，其在百合花粉敗育過程中可能發(fā)揮著重要作用。7個聚類可以劃分為5種類型，分別是種質資源及繁育、栽培技術與采后保鮮、組培再生、種球休眠與發(fā)育及分子生物學研究，代表了百合研究領域的幾個重點方向。

圖2 2000—2019年百合文獻關鍵詞共現(xiàn)知識圖譜

表1 2000—2019年中文文獻關鍵詞

利用VOSviewer軟件對有關百合英文文獻中的關鍵詞進行共現(xiàn)分析，對出現(xiàn)次數(shù)15次以上的關鍵詞進行展示（圖2b）。共有63個關鍵詞，聚為5類（表2）。聚類1有擬南芥、基因表達、鑒定、轉錄組等17個關鍵詞，主要與轉錄組學及分子生物學研究方面相關，如Li等[20]對雜交百合‘Aladdin’進行轉錄組測序，從轉錄組篩選關鍵候選基因進行基因共表達網絡分析，同時進行了一系列生理生化及栽培試驗，最終構建了GA誘導成花的分子機制模型。聚類2包括染色體、雜交、系統(tǒng)發(fā)育等19個關鍵詞，主要與育種及系統(tǒng)發(fā)育方面相關，如Zhang等[21]利用細葉百合與亞洲百合‘Brunello’雜交，采用胚拯救的方法得到了4個無花粉三倍體百合雜交種。聚類3包括脫落酸、休眠、切花壽命等13個關鍵詞，主要與種球的休眠與萌發(fā)以及切花采后品質與壽命等相關，如Liu等[22]以東方百合‘Sorbonne’為材料，研究了4℃貯藏條件下種球解除休眠的生理和分子水平變化，推測植物激素途徑、能量代謝途徑、春化途徑和DNA甲基化在百合種球解除過程中起重要作用。聚類4包括培養(yǎng)、離體、植物再生等10個關鍵詞，主要與百合組培快繁與再生相關，如Zhang等[23]利用東方百合‘Sorbonne’花器官為外植體誘導胚性愈傷并對愈傷組織再生能力進行檢測，結果表明花柱和花梗的愈傷組織誘導率最高，且花梗誘導的愈傷組織再生率和增殖率最高。聚類5僅有百合、生物合成、花香和花4個關鍵詞，主要是關于百合花香性狀的研究，如Hu等[24]分別以香氣濃郁的‘Siberia’和氣味微弱的‘Novano’2種百合為材料，采用動態(tài)頂空(DHS)采樣進行揮發(fā)性香氣提取，再利用全自動熱脫附-氣相色譜/質譜(ATD-GC/MS)聯(lián)用技術進行香氣成分分析，發(fā)現(xiàn)單萜類物質釋放是導致2種百合花香差異的主要原因，對開花期花瓣的轉錄組分析發(fā)現(xiàn)萜類骨架生物合成途徑的基因表達存在顯著差異，證明這些途徑的活化有助于百合單萜的生物合成，導致單萜的大量積累和釋放，從而導致2種百合之間香氣的差異。5個聚類劃分為5種類型，分別是組學及分子生物學、資源育種及系統(tǒng)發(fā)育學、休眠與萌發(fā)及切花品質、組培快繁與再生和花香性狀5個研究方向。

2.3 關鍵詞突現(xiàn)分析

突發(fā)性檢測是利用CiteSpace軟件針對文獻中突發(fā)主題，通過突現(xiàn)率探測，對文獻關鍵詞進行統(tǒng)計，將短時間內快速增長的專業(yè)詞匯檢測出來，依據(jù)突現(xiàn)詞的時間分布和動態(tài)變化性，可以較好地反映某個領域的研究前沿和發(fā)展演變趨勢，突現(xiàn)強度值越大，說明突現(xiàn)強度越高[5]。

對2000—2019年百合相關文獻進行突現(xiàn)詞檢測，突現(xiàn)強度排在前10的關鍵詞包括葉綠體、中國、轉錄因子、基因多樣性、切花、生長調節(jié)劑、脅迫、原位雜交、抗病性及碳水化合物，代表了2000—2019年百合研究的主要方向與熱點（表3）。由于2009年前文獻極少，因此突現(xiàn)詞的突現(xiàn)年份從2009年開始，可以發(fā)現(xiàn)前期關于百合的研究主要集中在切花、生長調節(jié)劑和碳水化合物方面；中期遺傳多樣性、中國、原位雜交等詞的突現(xiàn)，表明百合種質資源研究是2013—2017年的一個熱點，且中國百合資源豐富，原產于中國的野生百合成為研究的重要資源；隨著研究不斷深入，近幾年的百合研究深入至基因層面，但由于百合基因組龐大，關于百合葉綠體基因組的研究成為一個熱點，此外轉錄因子也是2015—2019年的研究熱門，與此同時關于百合脅迫相關的研究也是近年的研究趨勢。

表3 2000—2019年文獻中突現(xiàn)強度前10位的關鍵詞

2.4 文獻來源、發(fā)文機構及國家/地區(qū)分布情況

CNKI數(shù)據(jù)庫的4407篇文獻中包括3568篇期刊文獻、520篇碩博論文以及319篇會議文獻。3568篇期刊文獻共發(fā)表在555種期刊上，發(fā)文數(shù)量排名前10位期刊包括《北方園藝》、《安徽農業(yè)科學》、《園藝學報》、《江蘇農業(yè)科學》、《中國農學通報》、《現(xiàn)代農業(yè)科技》、《中國花卉園藝》、《分子植物育種》、《遼寧農業(yè)科學》、《農業(yè)科技與信息》（表4）。僅有《北方園藝》、《園藝學報》、《分子植物育種》屬于《中文核心期刊要目總覽》來源期刊收錄的核心期刊，表明在百合研究領域文章整體水平不高，有待進一步加強。發(fā)表碩博論文10篇以上的機構有18個，包括17個高校、1個研究所（圖3）。發(fā)文量最高的是西北農林科技大學，達到89篇，占總數(shù)的17.12%，其次是沈陽農業(yè)大學、北京林業(yè)大學和東北林業(yè)大學等高校。從這些機構的地理位置看，包括西北地區(qū)的西北農林科技大學、甘肅農業(yè)大學、蘭州大學，東北地區(qū)的沈陽農業(yè)大學、東北林業(yè)大學、東北農業(yè)大學、大連理工大學，華北地區(qū)的北京林業(yè)大學、中國農業(yè)科學院、河北農業(yè)大學，處于中南地區(qū)的華中農業(yè)大學、廣西大學、湖南農業(yè)大學，華東地區(qū)的南京林業(yè)大學、浙江大學、南京農業(yè)大學以及西南地區(qū)西南大學和四川農業(yè)大學?？梢钥闯?，國內從事百合相關研究的機構較多、分布廣，側面反映出百合資源在中國分布廣泛、適應性廣，且中國在百合研究領域已經形成了一批穩(wěn)定的科研團隊。

表4 2000—2019年中文發(fā)文量前10位的期刊

圖3 國內碩士和博士論文主要發(fā)文機構

WOS數(shù)據(jù)庫中的952篇英文文獻來源于344種出版物，主要包括期刊文獻719篇、會議文獻163篇以及摘要37篇。發(fā)文數(shù)量排名前10位的出版物包括《Acta Horticulturae》、《II International Symposium on the GenusLilium》、《III International Symposium on the GenusLilium》3個會議集以及《Scientia Horticulturae》、《Plant Disease》等7個期刊（表5）。綜合考慮其分區(qū)、影響因子及h-index指數(shù)，其中影響力較大的期刊主要是《Scientia Horticulturae》、《Plant Disease》、《Plos One》，反映出在百合方面的文章整體水平較低，研究有待深入。文章發(fā)表的機構總共有703個，發(fā)文量前20位的機構包括北京林業(yè)大學、中國科學院、瓦赫寧根大學及研究中心等（圖4）。20個機構中大半來自中國，此外還有日本（北海道大學、九州大學）、韓國（慶北國立大學、檀國大學、江原大學）、美國（美國農業(yè)部、北卡羅萊納州立大學）、荷蘭（瓦赫寧根大學及研究中心），5個國家加起來的發(fā)文量共527篇，占總發(fā)文量的一半以上。根據(jù)地域劃分，共有54個國家/地區(qū)，其中根據(jù)發(fā)文數(shù)量排名前10位的國家/地區(qū)包括中國、美國、韓國、日本、荷蘭、中國臺灣、意大利、印度、伊朗、巴基斯坦（表6）。結合排名前20位的發(fā)文機構可知，中國的發(fā)文量占將近半數(shù)，表明中國是百合研究領域的主力軍，但是整體文章質量不高。因此，建議加強國內創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，切實提升科研實力，同時加強國際合作、優(yōu)勢互補，以推動國內高水平科研成果的產出。

表5 2000—2019年英文發(fā)文量前10位的出版物

圖4 國際英文文獻發(fā)文量排名前20機構

表6 英文發(fā)文量前10位的國家或地區(qū)

3 結論

在CNKI與WOS核心合集數(shù)據(jù)庫中檢索2000—2019年百合相關中英文文獻，利用文獻計量的方法從年發(fā)文量、關鍵詞共現(xiàn)、關鍵詞突現(xiàn)共現(xiàn)以及文獻來源和國家/地區(qū)分布情況4個方面進行分析。分別對中英文文獻關鍵詞進行分析，發(fā)現(xiàn)對于百合的研究集中在種質資源與育種、種球休眠與發(fā)育、離體再生、栽培及采后技術、組學及分子生物學等方面。并且根據(jù)關鍵詞突現(xiàn)分析可知，轉錄因子、葉綠體及逆境脅迫成為近幾年百合研究領域的熱點。從發(fā)文量看，中文文獻數(shù)量顯著多于英文文獻，年均發(fā)文量是英文文獻的2倍之多，但相對來說比較平穩(wěn)。百合研究領域已經有相對穩(wěn)定的科研工作者群體。從發(fā)文量前10位的國家/地區(qū)以及主要發(fā)文機構看，中國在百合研究領域占據(jù)著重要地位。然而從主要發(fā)文期刊看，目前整個領域存在文章水平不高的問題，說明百合領域的研究需要進一步深入。并且，關于百合的研究需要密切聯(lián)系生產實際，立足于生產中的重要環(huán)節(jié)解決瓶頸問題，在此基礎上挖掘關鍵科學問題并在分子層面予以解析。文獻計量分析結果表明，目前國內關于百合育種、種球發(fā)育及性狀改良的理論研究已有一定突破，但在實際生產中的應用非常有限，百合生產的關鍵技術未能突破，尚未實現(xiàn)百合種球國產化，應將理論與實際相結合，用理論研究的成果反哺生產實踐，進而全面提升百合產業(yè)的發(fā)展水平。

4 討論

通過文獻計量的方法對百合屬植物研究領域的演變、現(xiàn)狀及趨勢進行系統(tǒng)分析，有利于更全面地認識百合領域的研究進展和現(xiàn)狀，更清楚地看到國內與國際研究的差距和優(yōu)勢。但該方法也有一定的局限性，首先數(shù)據(jù)庫僅采用CNKI與Web of Science的SCIE子庫，數(shù)據(jù)來源存在局限性；同時文獻計量分析的結果受到文獻檢索時間的限制，文獻數(shù)據(jù)庫在不斷更新，本研究不能全面實時反映研究進展。但在一定程度上，本研究可以客觀反映該領域的發(fā)展情況及趨勢，為百合研究工作者提供一定參考。