¹贵州大学农学院，贵州 贵阳

²贵州大学，农业生物工程研究院，贵州 贵阳

³贵州大学生命科学学院，贵州 贵阳

⁴贵州大学，新农村发展研究院，贵州 贵阳

收稿日期：2021年6月9日；录用日期：2021年7月14日；发布日期：2021年7月21日

摘要

马铃薯是我国唯一的粮、菜、饲兼用型作物，是工业淀粉加工的重要原料。营养价值丰富，有耐寒、耐旱、耐瘠薄，适应性广等优点，是增加粮食作物产量的关键。种质资源是品种改良和育种工作的物质基础，对马铃薯品种的改良、种质资源创新和利用具有重要意义。本文在知网以马铃薯种质资源为主题进行搜索，共下载316篇有效文献，采用CiteSpace对数据进行分析。结果表明我国马铃薯种质资源研究的发文量呈现上升趋势，研究热点主要是遗传多样性及晚疫病等，而发文量较多的研究机构主要位于我国马铃薯主产地。本研究结果可为今后马铃薯的育种工作提供参考。

关键词

文献计量，CiteSpace，马铃薯，种质资源

Bibliometric Analysis Based on the Research of Potato Germplasm Resources of CNKI

Dandan Li¹, Guandi He^2,3, Weijun Tian¹, Yun Huang¹, Lulu Meng¹, Danxia Wu¹, Tengbing He^1,4*

¹College of Agricultural, Guizhou University, Guiyang Guizhou

²Institute of Agro-Bioengineering of Guizhou University, Guiyang Guizhou

³College of Life Sciences, Guizhou University, Guiyang Guizhou

⁴Institute of New Rural Development of Guizhou University, Guiyang Guizhou

Received: Jun. 9^th, 2021; accepted: Jul. 14^th, 2021; published: Jul. 21^st, 2021

ABSTRACT

Potatoes are the only grain, vegetable, and feed crop in our country, and are important raw materials for industrial starch processing. It is rich in nutritional value, has the advantages of cold, drought, barren tolerance, and wide adaptability. It is the key to increasing the yield of food crops. Germplasm resources are the material basis for variety improvement and breeding. They are of great significance to potato variety improvement, germplasm resource innovation and utilization. This article conducted a search on CNKI with potato germplasm resources as the subject, downloaded 316 valid documents, and used CiteSpace to analyze. The results show that the research number of publications on potato germplasm resources in my country is on the rise. The research hotspots are mainly genetic diversity and late blight, while the research institutions with more publications are mainly located in the main potato production areas in our country. The results of this study can provide references for future potato breeding work.

Keywords:Bibliometric Analysis, Citespace, Potato, Germplasm Resources

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1. 前言

马铃薯为茄科双子叶植物，是我国唯一的粮、菜、饲兼用型作物，也是工业淀粉加工主要的重要原料 [1]。目前，已经在世界各地进行种植，其中热带和亚热带国家甚至在冬季或凉爽季节也可栽培并获得较高产量。马铃薯原产于南美洲的秘鲁和智利，在我国已经有三百多年种植的历史。直至2018年，我国马铃薯种植面积居世界第一位。我国马铃薯的主产区位于西南、西北、内蒙古和东北。其中拥有20万亩绿色食品马铃薯原料标准化示范基地的山东省滕州市被誉为“中国马铃薯之乡” [2]，内蒙古自治区“乌兰察布马铃薯”是中国地理标志产品。中国食品工业协会授予乌兰察布市“中国马铃薯之都”称号；被称为“中国马铃薯之乡”的甘肃定西市播种马铃薯约300万亩，很好地带动了当地的经济发展，有我国最重要的马铃薯加工和制造业，并设立了全国性的交易和批发市场 [3]。

马铃薯是世界上仅次于玉米、水稻、小麦的第4大作物 [4]。它包含了胡萝卜素，硫胺素，核黄素，尼克酸等营养成分(表1) [5]。马铃薯块茎中含有2%左右的蛋白质，能与鸡蛋的蛋白质相媲美 [6]，且蛋白质中含有丰富的赖氨酸和色氨酸，这是一般粮食所不可比的 [7]。从营养角度看，它的营养价值大概是苹果的3.5倍，它所含的蛋白质和维生素C约等于苹果的10倍，铁、磷以及维生素B1、B2含量也比苹果高得多 [8]。其中维生素C，是一种水溶性维生素，能参与细胞间质胶原蛋白的合成，能与毒物结合转化为无毒物排出而起解毒作用 [9]；还在治疗贫血及出血性疾病以及提高人体对疾病的抵抗力等过程中有重要作用 [10]。马铃薯富含的B族维生素、大量微量元素、氨基酸、脂肪和优质淀粉等营养物质，在人体抗老防病过程中起着重要的作用。此外，马铃薯还含有丰富的膳食纤维 [11]，食用有利于清理肠道，及时将有害物质排出体外，对痔疮、大肠癌等具有良好的预防作用 [12]；有研究报道，膳食纤维不能被肠道吸收，其强大的吸附能力可以降低肠道对葡萄糖的吸收效率，从而降低血糖含量，对糖尿病有良好的预防作用 [13]。同大部分蔬菜一样，马铃薯是碱性蔬菜，经过人体消化吸收后，能够缓冲体内的酸碱平衡，改善体内微环境，经常食用可以增强体质。马铃薯皮中还含有在低含量状态下具有抗癌作用的α-茄碱(0.001~47.2 mg/100 g)等抗营养因子 [14]。Arun等使用乙酸乙酯从马铃薯皮提取出了对自由基清除具有很高活性的酚类物质 [15]。彩色马铃薯含有的花青素可以改善循环系统功能和皮肤光滑度，抑制炎症和过敏，增强关节的柔韧性，且对人体肿瘤细胞具有明显的抑制作用 [16]。未来我国的粮食消费需求仍然呈现增长趋势，到2020年粮食需求增量在5000万t以上。由于受到耕地水资源的约束和种植效益的影响，小麦、水稻等粮食作物继续增产的成本提高、空间变小、难度加大，需要开辟增产的新途径。而马铃薯具有耐寒、耐旱、耐瘠，适应性广等特点，对开发利用南方冬闲田，扩种马铃薯有很大的潜力 [17]。所以促进马铃薯育种，提高马铃薯种质资源的利用效率十分重要。

表1. 马铃薯所含营养成分

种质资源是品种改良和育种工作的物质基础 [18]。对种质资源进行遗传多样性研究，可以为选配亲本、基因重组及杂种优劣的预测提供理论依据，是品种选育能否成功的关键 [19] [20]，对马铃薯品种的改良、种质资源创新和利用具有重要意义 [21]。种质资源遗传多样性评价主要有表型性状标记、细胞学标记、生化标记和分子标记等方法 [22]。其中作物表型是作物种质资源分类、评价、鉴定和育种后代选择及遗传多样性研究最基础的标记方法 [23]。

文献计量学是指用数学和统计学的方法，集数学、统计学、文献为一体，可以定量分析一切知识载体的交叉学科，注重量化的综合性知识体系。其计量对象主要是：文献量(以期刊论文和引文居多)、作者数、词汇数等。对学科发展趋势、文献变化规律、文献情报科学管理等方面进行定量分析研究，具有定量化、模型化、客观性等优势 [24]。从文献的可计量的语词标识入手，可对文献进行以下几方面的评价：1) 评价某一领域研究的重点与热点，并揭示该领域地域分布情况以及未来的发展趋势 [25]；2) 评价某一领域研究的发展变化；3) 评价核心期刊。目前，文献计量学已被广泛应用到各研究领域 [26]；比如可以用来研究茶多酚 [27]，用于环境土壤学的分析 [28] 或者药用植物基因组学的研究 [29]，而结合文献计量对作物种质资源的研究较少。本文通过使用文献计量法分析国内马铃薯种质资源研究现状，总结从1996~2020年来在该领域的研究热点，以期为以后的育种工作提供参考。

2. 材料与方法

研究的数据来源于中国知网(CNKI)期刊全文数据库(http://www.cnki.net/)收录的核心期刊、CSSCI期刊和CSCD期刊。以马铃薯种质资源为关键词检索，检索年份为1996年1月~2020年12月，共获得相关文献422篇，经剔除重复、与主题不符及非学术性文章，最终得到316篇有效文献作为分析研究的对象。对相关文献进行整理汇总，以文献计量学方法对发文量、关键词、作者、发文机构和载文期刊等进行统计分析。将CNKI数据库中选中文献导出为Refworks格式，借助CiteSpace.5.6.R4软件分析文献数据，将时间跨度设置为1996~2020，时间间隔设置为1年。在此基础上，分别选择Keyword、Author、Institution等作为分析对象，并绘制相应的分析图谱。CiteSpace软件是信息可视化应用软件，适用于多元、分时、动态的复杂网络分析，是近年来信息分析中最具特色和影响力的信息可视化软件 [30]。

3. 结果与分析

3.1. 发文量分析

文献数量变化可以反映科学知识量的变化情况，对相关文献发文量进行统计分析能够揭示该领域的发展状况，并从侧面显示其发展趋势 [31]。从图1可以看出关于马铃薯种质的文章整体呈现出上升的趋势，在1996~2006年间发文量较少，平均每年不到10篇，其中2006年最少，只有1篇；2007~2020年的发文量逐渐上升，发文量基本在20左右浮动。2019年达到最高值达到33篇，2020年达到了39篇。这表明我国研究者对马铃薯种质研究不断加强，对马铃薯领域研究的深度在不断的加深和拓宽，为马铃薯优良品种的选育工作创造了更多更好的开发利用空间。

图1. 1996年1月~2020年12月我国马铃薯种质资源研究文献数量

3.2. 关键词分析

关键词是文章的核心和精髓，对关键词进行分析可大致把握某一研究领域的方向和热点。在总舵文章中，某一关键词出现的频率越高，表明以该词为主题的热点程度越高 [32]。借助CiteSpace.5.6.R4软件绘制马铃薯种质资源关键词分布图谱(图2)，并结合表2可知：马铃薯、种质资源、遗传多样性、晚疫病、农作物等词为该领域的核心词，其中种质资源出现的频次最高，达到221次。图2中圆圈的大小表示关键词出现频次的多少，范围越大说明相应关键词出现的次数越多 [33]。图中文字的大小代表关键词的中心度，中心度是判断某一研究领域热点方向的标准。普遍认为中心度大于0.1的关键词在该研究领域的影响力较大 [34]。节点的关联性越大，其中心度越高，在该领域的重要性越强。表2中，中心度大于0.1的关键词依次是：马铃薯、种质资源、遗传多样性、晚疫病、抗性和评价，说明马铃薯遗传多样性、晚疫病及抗性研究近几年比较热。从图3中也可以看出文献期刊的来源也主要是植物遗传资源学报及分子植物育种等，说明研究的层次也主要是基础研究较多。

表2. 关键词中心度、频次分布表

图2. 关键词分布图谱

图3. 文献来源分布图

3.3. 发文作者分析

通过寻找核心作者以发现某研究领域的骨干力量，核心作者指发文量较多、影响力较大的作者。使用普赖斯公式进行分析：M = 0.749 N_max 1/2 (M为核心作者发文数(篇)，N_max为统计年限中发文量最多的作者的发文数(篇))，发文量 ≥ M的作者即为核心作者 [34]。经统计，马铃薯种质研究领域N_max = 8，将该数值代入上述的式子中，求得M ≈ 3，即发文量在3篇及以上的作者为核心作者。从表3中可得出金黎平、孙邦升、孙海宏、王舰、宋继玲、谢开云、段绍光、屈冬玉、徐建飞、刘喜才、熊兴耀和焦春海等研究人员为该领域的核心作者，属于我国马铃薯种质资源研究领域的核心力量。

在图4中，节点代表作者，大小代表作者合作频度，标签字号大小代表中心性，边描述作者合作。由图4左上角的信息说明窗口可知：N = 64，E = 97，Density = 0.0481。其中，N为节点数，表示作者数量；E为连线数，表示作者间的合作程度，连线越多表明作者间的合作关系越密切度。图中的连线数大于节点数，网络密度较高，说明在开展马铃薯种质研究中，作者间的联系较多。在图中还可以看出金黎平发文数量最多且与较多的作者合作，其次是孙邦升。

表3. 作者发文频次分布表

图4. 作者分析分布图

3.4. 发文机构分析

运行CiteSpace-Institution，结果显示机构总数(Nodes)为25，机构合作关系总数(E)是16，而其合作密度(Density)只有0.0533，Modularity Q = 0.06582，Silhouette 0.3333。一般认为聚类模块值Q > 0.3意味着聚类结构显著，S > 0.5属于聚类合理范围；从图5可以看出，我国马铃薯种质资源研究机构网络聚类结构并不显著，且聚类结果较差。合作密度值也只有0.0533，这表明各机构间合作网络密度比较弱。造成这个现象的原因可能是马铃薯种质资源研究引起我国广大学者的关注比较晚，还可能因为知识传播速度以及资源共享程度受制约因素较多，以至于机构间的合作还没有走向较高的程度。图5中字体大小表明该机构的发文数量，结合表4得出发文数量较高的有黑龙江省农业科学院马铃薯研究所、浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所、黑龙江省农业科学院克山分院、黑龙江省农业科学院马铃薯研究所，主要原因可能是我国马铃薯的主产地在西南、西北、内蒙古和东北地区；从图4可以看出这几个所都没有与其他研究机构有合作关系，基本都是独立完成研究。而云南省农业生物技术重点实验室、寻甸县农业局农技推广工作站、昆明市农业科学院粮食作物研究所、农业部西南作物资源与种质创制重点实验室这几个研究机构的合作度较高，有可能是因为都地处西南地区，方便交流合作。

表4. 马铃薯种质资源发文机构频次分布表

4. 讨论

遗传多样性、晚疫病、抗性等属于马铃薯种质资源的研究热点。种质的价值取决于其遗传多样性、可用性和实用性。种质资源是解析植物复杂形状和遗传育种的基础，对遗传育种的多样性进行研究有利于鉴定和挖掘有利基因，为优良品种选育提供种质资源和技术支撑。目前，已经开发了许多方法和技术来推进遗传多样性研究，其中分子工具在遗传资源资源的管理和利用中发挥着重要作用 [35] [36]。特别是简单序列重复(SSR)分子标记技术因其操作简单、共显性、分辨率高、多态性和可重复性好等优点，是一种理想的方法，已被广泛应用于评估植物的遗传多样性和群落结构 [37] [38]。晚疫病是马铃薯的第一大病害，会造成马铃薯大量减产，例如在1940造成重庆马铃薯减产80% [39]。该病于1830在德国首次被发现，它的致病菌为致病疫霉。马铃薯在生长发育的过程中极易被致病 [40] 疫霉侵染，感染后首先在叶部出现症状，然后植株渐渐干枯死亡，如果处理不及时会导致整块地的马铃薯都被感染，最终造成产量的下降。对该病的防治方法主要有生物防治和化学防治。化学防治主要是使用无机铜类、酰胺类、甲氧基丙烯酸酯类等药剂进行防治，这些药剂可以有效防治马铃薯晚疫病。长期使用单一的化学药剂，会使病菌产生抗药性，需要加大剂量和喷施次数才能达到防治效果 [40]。但是部分化学农药会残留在土壤中，对人类的身体健康和生态安全产生较大的影响。而生物防治由于其低成本、无毒无残留等优点而被推广使用，例如：梁允刚等发现Brevibacillus formosus的近缘种对致病疫霉具有良好的一直效果 [41]；以牛尾蒿、黑蒿、艾蒿、青蒿及茵陈蒿5种植物的乙醇提取物对马铃薯晚疫病有抑菌活性，其中牛尾蒿的抑菌活性最强，抑菌率达到89% [42]；壳聚糖在体外显着抑制了致病疫霉的菌丝生长和孢子萌发，降低了致病疫霉的抗性 [43]。基因工程技术也被应用与马铃薯晚疫病抗性品种研究。迄今为止，已克隆到20多个抗晚疫病基因，

图5. 马铃薯种质资源发文机构分布表

包括广谱抗性基因RB/Rpi-blb1、Rpi-blb2和Rpi-stol1，以及种特异性抗性基因R1、R3a和R3b [44] [45]，对晚疫病易感马铃薯中的Avr3a效应子进行沉默，以开发抗性品种 [46]。大量研究表明种薯选用抗病品种是防治马铃薯晚疫病最好的途径，最近报道了Solanum albornozii、S. agrimoniifolium、S. chomatophilum等以前未报道的品种以及JAM1-4 [47] [48]。马铃薯晚疫病抗病品种垂直种植几年后其抗病性就会消失，应每隔2~3年选用不同抗病品种 [49]，所以晚疫病抗性品种的选育依然是未来的研究热点。抗性研究主要包含抗病性和环境压力耐受性，基因工程技术将抗性基因转入马铃薯中，可获得优良的马铃薯品种。植物目前遇到的环境压力主要是重金属胁迫，而马铃薯种应对重金属的胁迫的基因如天然抗性相关巨噬细胞 [50] (NRAMP)、重金属ATPase [51] (HMA)及ATP结合盒 [52] (ABC)等已被鉴定出来，但是关于其如何调控镉吸收转运的分子机制鲜有报道，因此，关于马铃薯刊行的研究也依然是未来研究的热点。

本文通过对我国马铃薯种质资源研究热点、作者与机构进行统计分析，为后续研究提供一定的理论依据。

5. 结论

通过对1996.01~2020.12的316篇期刊进行分析，得出马铃薯研究文献随年份的分布曲线总体呈上升趋势，表明我国对马铃薯种质文献量在逐渐增长，说明大家开始重视马铃薯种质资源研究，对马铃薯种质研究不断加强，在该领域研究的深度不断加深和拓宽。目前的研究层次主要是进行基础研究，研究热点也主要在遗传多样性、晚疫病以及抗性等方面。大部分作者在该领域发表的文献数量是1~2篇，而发表量较多的金黎平、孙邦升和孙海宏等被认为是核心作者，且他们与其他发文作者合作比较紧密，合作可以集思广益，得到更多的数据和研究结果。我国马铃薯研究机构的合作密度较弱，造成这个现象的原因可能是马铃薯种质资源研究引起我国广大学者的关注比较晚，以及以马铃薯研究为主的机构相隔较远，缺乏交流机会等。目前，受到全球气候变化等因素的影响，农作物的增产潜力受到制约，期望我国研究人员能依据马铃薯品种资源的特性，针对国内马铃薯种质研究存在的薄弱环节进行深入研究；并加强各类研究单位之间的科技交流与合作，共同健全马铃薯繁育体系，选育、培育出更多的优良马铃薯品种，为我国马铃薯业的健康发展和壮大做出新的贡献。

基金项目

贵州省科技厅基础条件平台建设项目：贵州省山地畜禽养殖污染控制与资源化检测基础条件平台，黔科合平台人才[2019]5701号；贵州省生物学一流学科建设项目(GNYL[2017]009)。

文章引用

李丹丹,何冠谛,田维军,黄 云,蒙露露,吴丹霞,何腾兵. 基于CNKI马铃薯种质资源研究的文献计量分析
Bibliometric Analysis Based on the Research of Potato Germplasm Resources of CNKI[J]. 植物学研究, 2021, 10(04): 512-523. https://doi.org/10.12677/BR.2021.104065

参考文献