基于CiteSpace的國內植物轉錄組研究文獻計量分析

代金玲 張勝利 白玉娥

摘要轉錄組研究是發掘功能基因的重要途徑之一，是基因功能及結構研究的基礎和出發點。利用CiteSpace信息可視化軟件對CNKI數據庫中2000—2021年1302篇植物轉錄組研究文獻的研究機構、作者、關鍵詞等內容進行分析，結果表明：我國植物轉錄組研究發文量呈現3個階段，發文量整體呈上升趨勢；發文作者、研究機構主要集中在高校和科研院所，存在的合作關系較少。基于轉錄組測序技術進行的分子標記、功能注釋、不同條件下基因差異表達、代謝通路成為研究熱點。功能分析、關聯分析、表達分析等新型突現詞表明了該領域研究的新趨勢。

關鍵詞轉錄組；植物；CiteSpace；CNKI數據庫

中圖分類號：S722.3文獻標識碼：Adoi：10.13601/j.issn.1005-5215.2023.03.019

轉錄組的概念有狹義和廣義之分：狹義上單指所有信使RNA（mRNA）的總和；廣義上指生物體的細胞或組織在一個特定狀態下轉錄出來的所有RNA的總和[1]。轉錄組研究是發掘功能基因的重要途徑，也是基因結構、功能與表達的重要研究手段，目前轉錄組研究已被廣泛應用于生物學、農學、醫學等許多領域，尤其在高等植物轉錄組方面應用最為廣泛[2-4]。本文借助CiteSpace信息可視化軟件和文獻計量學分析，以中國知網（CNKI）數據庫為數據源，檢索2000—2021年植物轉錄組研究相關文獻，對其進行可視化分析，以期全面掌握該領域研究現狀及發展方向，為從事植物轉錄組研究的科研工作者提供參考依據。

1數據來源與分析方法

以CNKI數據庫為數據來源，檢索時間為2022年6月23日，時間跨度為2000年1月1日—2021年12月31日，采用高級檢索的方式以“植物轉錄組”為主題，選擇學術期刊論文，經過篩選后共檢索到1302篇。將得到的文獻從CNKI中以Refwords文本格式導出研究機構、作者、關鍵詞等信息，利用CiteSpace（V6.1.R2（64-bit））進行分析，生成可視化圖譜[5]。

2結果與分析

2.1年度發文量

年度發文量在一定程度上反映該領域相關學術研究的發展歷程及研究深度。植物轉錄組年度發文量變化趨勢如圖1所示，可分為3個階段：第1階段（空白階段：2000—2005年）。在2005年前，因第一代測序技術存在的諸多缺陷，國內植物轉錄組研究為空白。第2階段（初始階段：2006—2011年）。隨著二代測序技術推出，使測序時間和成本大幅下降，測序通量大幅提高，植物轉錄組研究年度發文數量在10篇以內。第3階段（迅速發展階段：2012—2021年）。隨著基因組學的研究逐步深入，年均發文量103篇，年均增長率達到43.0%。2020年后文獻發表量仍保持增長趨勢，但增加幅度有所減緩。

2.2研究機構

研究機構分析在一定程度上反應該領域研究機構的科研影響力。2006—2021年植物轉錄組研究領域發文量大于等于5篇的研究機構如表1所示。從表1可以看出，高校和科研院所在植物轉錄組研究中發揮著重要作用。發文量排前4位的機構分別為中國科學院大學、中國醫學科學院北京協和醫院藥用植物研究所、中國醫學科學院中藥研究所和中國林業科學研究院經濟林研究開發中心。利用CiteSpace分析獲得機構之間合作關系如圖2所示，共得到278個節點，107條連線，網絡密度為0.0028，圖譜呈現明顯的離散型分布，連線數量較少，表明各研究機構之間的合作并不緊密[6]。從圖中可以發現，福建農林大學、西南林業大學、中國科學院大學、海南大學等機構各自開展研究均相對獨立。中南林業科技大學內部及與中國林業科學研究院經濟林研究開發中心存在較多的合作。

2.3作者分析

通過對作者發文量的分析可以得知在植物轉錄組領域具有較高影響力的作者。統計發文量大于等于4篇的作者如表2所示。中國醫學科學院孫超的發文量最高，為9篇；其次為福建農林大學賴鐘雄和廣東省農業科學研究院作物研究所王繼華，各6篇。利用CiteSpace進行作者間合作關系分析如圖3所示。共獲得440個節點，275條連線，密度為0.0028。從圖譜中發現主要有3個團隊：孫超、陳士林等團隊主要進行人參等藥用植物轉錄組分析[7-9]；向增旭、張成才等團隊進行茅蒼術、百蕊草等材料不同狀態下轉錄組分析[10-12]；高繼海、張大燕等團隊主要進行天麻丙烷及烏頭萜類生物合成代謝途徑轉錄組分析[13，14]。

2.4研究熱點分析

關鍵詞是文章主題內容的核心，其數量和分布可以客觀反映某個領域的研究熱點及趨勢。本研究檢索主題詞為“植物轉錄組”，因此不再討論與此相關的關鍵詞。利用CiteSpace獲得關鍵詞共現圖譜如圖4所示，分析共得到375個節點，449條連線，網絡密度為0.0064。出現頻率排名前20的關鍵詞及中心性值如表3所示。研究發現，中心性高的關鍵詞才能夠在一定程度上代表本領域的研究熱點[15]。因此，植物轉錄組研究領域的熱點主要有以下3個方面：一是基因表達水平分析和差異表達分析，其中差異表達分析主要是植物在低溫脅迫、干旱脅迫、鹽脅迫等不同情況下的表達差異；二是新基因的挖掘，通過轉錄組測序與植物性狀進行關聯分析，對基因功能注釋分析進行優化；三是單核苷酸多態性分析，轉錄組研究已成為研究細胞類型、發育調控等較復雜分子機制的重要手段，是應用于分子標記多態性鑒定的重要前提。

2.5研究前沿趨勢分析

關鍵詞突現分析可發現在一定時間內受到特別關注的關鍵詞，在分析研究前沿、預測研究趨勢方面有重要價值。運用CiteSpace軟件進行數據處理后，整理得到關鍵詞突現圖譜如圖5所示。共得到20個突現關鍵詞，紅色片段代表的是突現引文節點；Begin和End代表突現所開始及結束的時間；Strength代表突現強度，強度值越高，說明該突現詞在這一段時間影響越大。分析發展基本可以分為2個階段：第1階段（2006—2013年）主要以模式植物擬南芥及藥用植物轉錄組學、代謝組學、基因組研究為主。第2階段（2014—2021年）更多植物的基因功能分析、關聯分析及基因挖掘成為研究的熱點。

3結論與展望

3.1結論

運用CiteSpace可視化分析軟件，對2000—2021年CNKI數據庫中植物轉錄組研究情況進行分析，得出以下結論：

（1）國內植物轉錄組研究最早在2006提出，隨后引起了越來越多學者的關注，年度發文量一直呈現上升趨勢。

（2）從作者和研究機構來看，植物轉錄組研究主要集中在高校和研究所，但合作較為分散，今后應加強學者團隊及機構之間的聯系。

（3）隨著植物轉錄組研究的不斷發展與深入，研究材料和研究范圍都在不斷地擴大，基因分析、基因挖掘、關聯分析等為該領域的研究熱點。

3.2展望

隨著測序技術的不斷發展，使得轉錄組測序的結果更加準確完整，轉錄組研究已經成為近年來分子生物學研究的熱點。

（1）細胞是生物體的基本結構和功能單位，傳統的轉錄組研究是在多細胞水平上，無法揭示細胞之間基因表達的差異。近年來單細胞轉錄組的研究使研究人員可以深入了解組織中細胞構成的多樣性和基因表達狀態。目前，單細胞轉錄組已經在生物學和醫學領域開展，并且在植物研究中也顯現出巨大的應用潛力。

（2）細胞在組織內所處的空間位置與其發揮的生物功能密切相關，空間轉錄組技術可以同時獲得轉錄組數據信息和空間位置信息，能夠提供大量基因表達的空間信息，使研究人員了解空間上細胞間、組織間的信息交流，發現更多有價值的東西，理解生命的整體生理機制。

（3）在大量植物進行轉錄組研究背景下，測序所得到的龐大數據的生物信息學分析成為科研人員的挑戰。如何對這些海量的數據進行分析與挖掘，從而發現基因，注釋功能，不斷豐富基因資源，將成為今后的研究熱點。

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收稿日期：2022-10-31

內蒙古自治區自然科學基金項目（2022MS03037）

作者簡介：代金玲（1986-），女，碩士，實驗師，主要從事林木生物技術研究.

通信作者：白玉娥（1968-），女，博士，教授，主要從事林木生物技術研究.