基于文獻(xiàn)計(jì)量分析昆蟲幾丁質(zhì)研究發(fā)展動(dòng)態(tài)

鄒航,徐震霆,程紅剛,葛昆章,趙婷,張國(guó)財(cái)*

(1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院,哈爾濱 150040;2. 國(guó)家林業(yè)和草原局生物災(zāi)害防控中心,沈陽(yáng) 110000;3. 黃河上中游管理局,西安 710000;4. 紅花爾基林業(yè)局,內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021112;5.巴彥淖爾市林業(yè)和草原局,內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000)

幾丁質(zhì)是昆蟲和其他無脊椎動(dòng)物以及包括真菌在內(nèi)的幾種微生物中的主要多糖。在昆蟲中,它存在于體壁或角質(zhì)層、腸道內(nèi)襯、唾液腺、氣管及肌肉附著點(diǎn)[1]。在進(jìn)化過程中,昆蟲很好地利用了聚合幾丁質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性,分別形成了硬的和軟的細(xì)胞外結(jié)構(gòu),如表皮、外骨骼等,這種結(jié)構(gòu)都能對(duì)昆蟲起到保護(hù)作用,使其免受環(huán)境的影響,同時(shí)保證了昆蟲的生長(zhǎng)、活動(dòng)、呼吸和通訊[2]。開展昆蟲幾丁質(zhì)的研究,不僅對(duì)我們深入研究昆蟲生理機(jī)制有重要意義,還為害蟲防治靶標(biāo)的選擇、防治新策略的研究提供理論依據(jù)[3]。

文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)基于文獻(xiàn)事實(shí)[4],統(tǒng)計(jì)分析新理論的發(fā)展方向,通過對(duì)學(xué)科研究成果的科學(xué)計(jì)量分析和比較,促進(jìn)學(xué)科發(fā)展,推動(dòng)理論創(chuàng)新,提高學(xué)科整體的科研實(shí)力和優(yōu)勢(shì)[5]。與傳統(tǒng)的語言圖表描述相比,使用信息可視化分析軟件Citespace對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行可視化統(tǒng)計(jì)分析[6],可以將某一領(lǐng)域的文獻(xiàn)間相互關(guān)系以科學(xué)知識(shí)圖譜的方式呈現(xiàn)[7]。到目前為止,利用知識(shí)圖譜對(duì)昆蟲幾丁質(zhì)研究的整體情況進(jìn)行分析還鮮見報(bào)道,基于此,通過文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的角度統(tǒng)計(jì)了2003～2022年中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)和Web of Science(WOS) 數(shù)據(jù)庫(kù)中昆蟲幾丁質(zhì)研究領(lǐng)域的相關(guān)成果,并使用Citespace軟件對(duì)相關(guān)研究文獻(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合分析,旨在以知識(shí)圖譜的形式對(duì)昆蟲幾丁質(zhì)研究領(lǐng)域的發(fā)展過程有更加直觀、準(zhǔn)確的呈現(xiàn),為研究者提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

以2003～2022年以來正式發(fā)表的昆蟲幾丁質(zhì)相關(guān)文獻(xiàn)為研究材料,采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)及信息可視化分析軟件Citespace,對(duì)文獻(xiàn)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)量化的描述和統(tǒng)計(jì),全面總結(jié)并分析了昆蟲幾丁質(zhì)的研究動(dòng)態(tài)。

1.2 數(shù)據(jù)來源

為了較全面地統(tǒng)計(jì)昆蟲幾丁質(zhì)研究現(xiàn)狀,中文數(shù)據(jù)來源于目前世界上最大的連續(xù)動(dòng)態(tài)更新的中文期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)-中國(guó)知網(wǎng)(CNKI),外文數(shù)據(jù)來源于Web of Science(WOS)核心合集數(shù)據(jù)庫(kù),其收錄了多種世界權(quán)威的、高影響力的學(xué)術(shù)期刊。這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)覆蓋了多個(gè)學(xué)科,是目前權(quán)威期刊文獻(xiàn)的檢索工具。因此,基于CNKI和WOS數(shù)據(jù)庫(kù)檢索昆蟲幾丁質(zhì)相關(guān)文獻(xiàn)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果能夠全面反映該領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)。

1.3 研究方法

通過分析文獻(xiàn)的各項(xiàng)特征數(shù)量,采用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的相應(yīng)知識(shí)來描述、評(píng)估及預(yù)測(cè)當(dāng)前特定領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)和變化趨勢(shì)。從年發(fā)文量、機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞、引用量及共被引情況等方面出發(fā),利用文獻(xiàn)計(jì)量法對(duì)昆蟲幾丁質(zhì)相關(guān)研究就行梳理,參考統(tǒng)計(jì)內(nèi)容,分析歸納當(dāng)前昆蟲幾丁質(zhì)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn),并預(yù)測(cè)未來研究動(dòng)向。利用Citespace對(duì)導(dǎo)出的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行去重提取及矩陣生成,并繪制知識(shí)圖譜。

2 結(jié)果與分析

在CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中,選擇高級(jí)檢索,將檢索范圍設(shè)為全部分類文獻(xiàn),時(shí)間范圍設(shè)為2003～2022年,以昆蟲幾丁質(zhì)為關(guān)鍵詞進(jìn)行主題檢索,共檢索到580篇文獻(xiàn)。分析如下:

2.1 文獻(xiàn)發(fā)表年度變化趨勢(shì)

在 CNKI 數(shù)據(jù)庫(kù)中,2003～2022年間昆蟲幾丁質(zhì)方面的研究,只有在2008、2020和2021年文獻(xiàn)量出現(xiàn)小幅波動(dòng),其他年份均處于平穩(wěn)的發(fā)展趨勢(shì),這足以說明對(duì)昆蟲幾丁質(zhì)的研究在科研領(lǐng)域始終占有一定的比例,是專家學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)問題(圖1)。

圖1 CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)昆蟲幾丁質(zhì)領(lǐng)域文獻(xiàn)發(fā)表年度趨勢(shì)

2.2 文獻(xiàn)來源機(jī)構(gòu)

統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)來源機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn),被引次數(shù)及發(fā)文量排名前10的機(jī)構(gòu)均為大學(xué)(表1),發(fā)文量在10篇以上的分別有大連理工大學(xué)、山西大學(xué)以及甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),其中甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)被引20次(圖2)。根據(jù)機(jī)構(gòu)的地域分析,主要分布于華北和東北地區(qū),可能與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和昆蟲分類有關(guān)[8]。

表1 總被引次數(shù)及發(fā)文量Top10機(jī)構(gòu)

圖2 總被引次數(shù)及發(fā)文量Top10機(jī)構(gòu)

2.3 關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

利用Citespace軟件對(duì)WOS數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)出的1624篇文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞頻次分析,得到主要的關(guān)鍵詞有:expression(表達(dá))、chitin(幾丁質(zhì))、protein(蛋白)、insect(昆蟲)、identification(識(shí)別)、gene(基因)以及chitosan(殼聚糖)。除chitosan(殼聚糖)外,其他關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次均大于100(表2)。由此可知,在外文文獻(xiàn)中,對(duì)昆蟲幾丁質(zhì)的研究主要集中在分子層面的基因表達(dá)。此分析結(jié)果有助于專家學(xué)者對(duì)該領(lǐng)域現(xiàn)階段的狀態(tài)有準(zhǔn)確的了解,并為后期的研究動(dòng)向起到一定的指導(dǎo)作用(圖3)。

表2 英文重點(diǎn)關(guān)鍵詞

圖3 英文重點(diǎn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

2.4 國(guó)家引用量分析

在國(guó)家引用量統(tǒng)計(jì)分析中,我們發(fā)現(xiàn)美國(guó)并不是引用量最高的國(guó)家,中國(guó)的引用量達(dá)到406篇,位居第一(表3)。其次是美國(guó)USA(362)、德國(guó)GERMANY(116)、巴西BRAZIL(108)、法國(guó)FRANCE(81)?？梢娭袊?guó)在昆蟲幾丁質(zhì)方面的研究在國(guó)際上有很大的借鑒意義,同時(shí)表明中國(guó)科研水平在國(guó)際社會(huì)有一定的影響力(圖4)。

表3 引用量前5位的國(guó)家

圖4 引用量前5位的國(guó)家共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

2.5 共被引文獻(xiàn)分析

共被引文獻(xiàn)分析結(jié)果表明:21世紀(jì)以來,對(duì)昆蟲幾丁質(zhì)的研究逐步深入(表4),在排名前6的共被引文獻(xiàn)中,第一位引用頻次為75次,是中國(guó)學(xué)者2016年發(fā)表在昆蟲學(xué)年評(píng)ANNU REV ENTOMOL的文章,題為“Biosynthesis, Turnover, and Functions of Chitin in Insects”,作者通過生物信息學(xué)分析了編碼幾丁質(zhì)酶的基因,并研究了昆蟲體內(nèi)幾丁質(zhì)的合成、轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)變化[8]。總體來說,國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)昆蟲幾丁質(zhì)的研究側(cè)重點(diǎn)為相關(guān)基因鑒定,國(guó)外學(xué)者的側(cè)重點(diǎn)則是昆蟲幾丁質(zhì)功能分析(圖5)。

表4 排名Top6共被引文獻(xiàn)分析

圖5 排名Top6共被引文獻(xiàn)分析共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

3 結(jié)論與討論

通過對(duì)近20年來,在昆蟲幾丁質(zhì)研究領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外公開發(fā)表的文獻(xiàn)查詢,并采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法,利用Citespace軟件分析文獻(xiàn)的各項(xiàng)特征數(shù)量,對(duì)國(guó)內(nèi)外昆蟲幾丁質(zhì)相關(guān)研究進(jìn)行回顧,分析發(fā)展現(xiàn)狀及所出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)變化,提出今后研究的方向和重點(diǎn)。從發(fā)文量和文獻(xiàn)來源機(jī)構(gòu)呈現(xiàn)的逐年增加的趨勢(shì),表明有關(guān)昆蟲幾丁質(zhì)的研究日益受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者及機(jī)構(gòu)的重視。研究對(duì)象從最初的模式昆蟲家蠶Bombyx mori 向衛(wèi)生害蟲、農(nóng)業(yè)害蟲、林業(yè)害蟲等范圍擴(kuò)展[9-10];研究?jī)?nèi)容從幾丁質(zhì)酶的生物化學(xué)性質(zhì)及簡(jiǎn)單分子學(xué)向基因組學(xué)等縱深發(fā)展;研究重心由基礎(chǔ)理論向?qū)嶋H應(yīng)用拓展。

對(duì)比CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)與WOS數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)鍵詞分析結(jié)果,其中“幾丁質(zhì)”、“基因”、“表達(dá)”在兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中均高頻出現(xiàn),由于近年來分子生物學(xué)、基因組學(xué)快速發(fā)展,技術(shù)突破和研究成果較多,為了占據(jù)昆蟲幾丁質(zhì)研究制高點(diǎn),必須加強(qiáng)對(duì)生物學(xué)前沿技術(shù)和研究的追蹤。

昆蟲幾丁質(zhì)是昆蟲表皮和中腸圍食膜的重要成分,能夠幫助昆蟲適應(yīng)各種生活環(huán)境、保護(hù)其抵御外界刺激、維持其穩(wěn)定的外部形態(tài)[11]。隨著昆蟲蟲體的生長(zhǎng)發(fā)育,原先的外骨骼成為限制其體形變化的因素,因此昆蟲需要進(jìn)行周期性的蛻皮,外骨骼的幾丁質(zhì)需要不斷的降解和重新合成,以適應(yīng)其生長(zhǎng)發(fā)育的各個(gè)階段[3]。在此期間,幾丁質(zhì)酶負(fù)責(zé)降解幾丁質(zhì),幾丁質(zhì)合成酶合成新的幾丁質(zhì),且分泌到新的表皮細(xì)胞中[10, 12]。由于幾丁質(zhì)在昆蟲生命活動(dòng)中起著至關(guān)重要的作用,因此我們可以將幾丁質(zhì)作為靶標(biāo),開發(fā)相關(guān)的昆蟲生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,僅作用于昆蟲,而對(duì)人類、植物、高級(jí)動(dòng)物無毒副作用。這將成為眾多學(xué)者、研究機(jī)構(gòu)關(guān)注的方向和重點(diǎn)。

運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量和可視化軟件分析的方法展示一個(gè)研究領(lǐng)域的動(dòng)態(tài),是一項(xiàng)有實(shí)際意義的實(shí)證研究,為了增加結(jié)論的可信度,進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)檢索和處理,總體上能夠反映出國(guó)內(nèi)外在昆蟲幾丁質(zhì)研究領(lǐng)域的概況。但不可避免會(huì)存在一些局限性,如citespace軟件無法針對(duì)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行參考文獻(xiàn)引用情況的分析等,文獻(xiàn)計(jì)量存在的不足之處,尚需該學(xué)科科研人員的意見和建言。