基于CiteSpace的国内植物转录组研究文献计量分析

代金玲 张胜利 白玉娥

摘要转录组研究是发掘功能基因的重要途径之一，是基因功能及结构研究的基础和出发点。利用CiteSpace信息可视化软件对CNKI数据库中2000—2021年1302篇植物转录组研究文献的研究机构、作者、关键词等内容进行分析，结果表明：我国植物转录组研究发文量呈现3个阶段，发文量整体呈上升趋势；发文作者、研究机构主要集中在高校和科研院所，存在的合作关系较少。基于转录组测序技术进行的分子标记、功能注释、不同条件下基因差异表达、代谢通路成为研究热点。功能分析、关联分析、表达分析等新型突现词表明了该领域研究的新趋势。

关键词转录组；植物；CiteSpace；CNKI数据库

中图分类号：S722.3文献标识码：Adoi：10.13601/j.issn.1005-5215.2023.03.019

转录组的概念有狭义和广义之分：狭义上单指所有信使RNA（mRNA）的总和；广义上指生物体的细胞或组织在一个特定状态下转录出来的所有RNA的总和[1]。转录组研究是发掘功能基因的重要途径，也是基因结构、功能与表达的重要研究手段，目前转录组研究已被广泛应用于生物学、农学、医学等许多领域，尤其在高等植物转录组方面应用最为广泛[2-4]。本文借助CiteSpace信息可视化软件和文献计量学分析，以中国知网（CNKI）数据库为数据源，检索2000—2021年植物转录组研究相关文献，对其进行可视化分析，以期全面掌握该领域研究现状及发展方向，为从事植物转录组研究的科研工作者提供参考依据。

1数据来源与分析方法

以CNKI數据库为数据来源，检索时间为2022年6月23日，时间跨度为2000年1月1日—2021年12月31日，采用高级检索的方式以“植物转录组”为主题，选择学术期刊论文，经过筛选后共检索到1302篇。将得到的文献从CNKI中以Refwords文本格式导出研究机构、作者、关键词等信息，利用CiteSpace（V6.1.R2（64-bit））进行分析，生成可视化图谱[5]。

2结果与分析

2.1年度发文量

年度发文量在一定程度上反映该领域相关学术研究的发展历程及研究深度。植物转录组年度发文量变化趋势如图1所示，可分为3个阶段：第1阶段（空白阶段：2000—2005年）。在2005年前，因第一代测序技术存在的诸多缺陷，国内植物转录组研究为空白。第2阶段（初始阶段：2006—2011年）。随着二代测序技术推出，使测序时间和成本大幅下降，测序通量大幅提高，植物转录组研究年度发文数量在10篇以内。第3阶段（迅速发展阶段：2012—2021年）。随着基因组学的研究逐步深入，年均发文量103篇，年均增长率达到43.0%。2020年后文献发表量仍保持增长趋势，但增加幅度有所减缓。

2.2研究机构

研究机构分析在一定程度上反应该领域研究机构的科研影响力。2006—2021年植物转录组研究领域发文量大于等于5篇的研究机构如表1所示。从表1可以看出，高校和科研院所在植物转录组研究中发挥着重要作用。发文量排前4位的机构分别为中国科学院大学、中国医学科学院北京协和医院药用植物研究所、中国医学科学院中药研究所和中国林业科学研究院经济林研究开发中心。利用CiteSpace分析获得机构之间合作关系如图2所示，共得到278个节点，107条连线，网络密度为0.0028，图谱呈现明显的离散型分布，连线数量较少，表明各研究机构之间的合作并不紧密[6]。从图中可以发现，福建农林大学、西南林业大学、中国科学院大学、海南大学等机构各自开展研究均相对独立。中南林业科技大学内部及与中国林业科学研究院经济林研究开发中心存在较多的合作。

2.3作者分析

通过对作者发文量的分析可以得知在植物转录组领域具有较高影响力的作者。统计发文量大于等于4篇的作者如表2所示。中国医学科学院孙超的发文量最高，为9篇；其次为福建农林大学赖钟雄和广东省农业科学研究院作物研究所王继华，各6篇。利用CiteSpace进行作者间合作关系分析如图3所示。共获得440个节点，275条连线，密度为0.0028。从图谱中发现主要有3个团队：孙超、陈士林等团队主要进行人参等药用植物转录组分析[7-9]；向增旭、张成才等团队进行茅苍术、百蕊草等材料不同状态下转录组分析[10-12]；高继海、张大燕等团队主要进行天麻丙烷及乌头萜类生物合成代谢途径转录组分析[13，14]。

2.4研究热点分析

关键词是文章主题内容的核心，其数量和分布可以客观反映某个领域的研究热点及趋势。本研究检索主题词为“植物转录组”，因此不再讨论与此相关的关键词。利用CiteSpace获得关键词共现图谱如图4所示，分析共得到375个节点，449条连线，网络密度为0.0064。出现频率排名前20的关键词及中心性值如表3所示。研究发现，中心性高的关键词才能够在一定程度上代表本领域的研究热点[15]。因此，植物转录组研究领域的热点主要有以下3个方面：一是基因表达水平分析和差异表达分析，其中差异表达分析主要是植物在低温胁迫、干旱胁迫、盐胁迫等不同情况下的表达差异；二是新基因的挖掘，通过转录组测序与植物性状进行关联分析，对基因功能注释分析进行优化；三是单核苷酸多态性分析，转录组研究已成为研究细胞类型、发育调控等较复杂分子机制的重要手段，是应用于分子标记多态性鉴定的重要前提。

2.5研究前沿趋势分析

关键词突现分析可发现在一定时间内受到特别关注的关键词，在分析研究前沿、预测研究趋势方面有重要价值。运用CiteSpace软件进行数据处理后，整理得到关键词突现图谱如图5所示。共得到20个突现关键词，红色片段代表的是突现引文节点；Begin和End代表突现所开始及结束的时间；Strength代表突现强度，强度值越高，说明该突现词在这一段时间影响越大。分析发展基本可以分为2个阶段：第1阶段（2006—2013年）主要以模式植物拟南芥及药用植物转录组学、代谢组学、基因组研究为主。第2阶段（2014—2021年）更多植物的基因功能分析、关联分析及基因挖掘成为研究的热点。

3结论与展望

3.1结论

运用CiteSpace可视化分析软件，对2000—2021年CNKI数据库中植物转录组研究情况进行分析，得出以下结论：

（1）国内植物转录组研究最早在2006提出，随后引起了越来越多学者的关注，年度发文量一直呈现上升趋势。

（2）从作者和研究机构来看，植物转录组研究主要集中在高校和研究所，但合作较为分散，今后应加强学者团队及机构之间的联系。

（3）随着植物转录组研究的不断发展与深入，研究材料和研究范围都在不断地扩大，基因分析、基因挖掘、关联分析等为该领域的研究热点。

3.2展望

随着测序技术的不断发展，使得转录组测序的结果更加准确完整，转录组研究已经成为近年来分子生物学研究的热点。

（1）细胞是生物体的基本结构和功能单位，传统的转录组研究是在多细胞水平上，无法揭示细胞之间基因表达的差异。近年来单细胞转录组的研究使研究人员可以深入了解组织中细胞构成的多样性和基因表达状态。目前，单细胞转录组已经在生物学和医学领域开展，并且在植物研究中也显现出巨大的应用潜力。

（2）细胞在组织内所处的空间位置与其发挥的生物功能密切相关，空间转录组技术可以同时获得转录组数据信息和空间位置信息，能够提供大量基因表達的空间信息，使研究人员了解空间上细胞间、组织间的信息交流，发现更多有价值的东西，理解生命的整体生理机制。

（3）在大量植物进行转录组研究背景下，测序所得到的庞大数据的生物信息学分析成为科研人员的挑战。如何对这些海量的数据进行分析与挖掘，从而发现基因，注释功能，不断丰富基因资源，将成为今后的研究热点。

参考文献：

[1]王楚彪，卢万鸿，林彦，等.转录组测序的发展和应用[J].桉树科技，2018，35（4）：20-26

[2]黄小花，许锋，程华，等.转录组测序在高等植物中的研究进展[J].黄冈师范学院学报，2014，34（6）：28-35

[3]PengKL，ZhengX，GohJC，etal.Exploitingplanttranscriptomicdatabases：resources，tools，andapproaches[J].植物通讯（英文），2022，3（4）：13

[4]梁烨，陈双燕，刘公社.新一代测序技术在植物转录组研究中的应用[J].遗传，2011，33（12）：1317-1326

[5]陈悦，陈超美，刘则渊，等.CiteSpace知识图谱的方法论功能[J].科学学研究，2015，33（2）：242-253

[6]李杰，陈超美.CiteSpace科技文本挖掘及可视化[M].2版．北京：首都经济贸易大学出版社，2017

[7]陈士林，朱孝轩，陈晓辰，等.现代生物技术在人参属药用植物研究中的应用[J].中国中药杂志，2013，38（5）：633-639

[8]陈士林，朱孝轩，李春芳，等.中药基因组学与合成生物学[J].药学学报，2012，47（8）：1070-1078

[9]郝大程，马培，穆军，等.中药植物虎杖根的高通量转录组测序及转录组特性分析[J].中国科学：生命科学，2012，42（5）：398-412，431-433

[10]高真，张成才，罗丽娜，等.茅苍术试管苗继代培养的转录组分析[J].中药材，2020，43（10）：2401-2406

[11]张成才，高真，罗丽娜，等.华重楼种子休眠解除过程中的转录组分析[J].中药材，2020，43（9）：2124-2131

[12]张成才，高真，罗丽娜，等.百蕊草休眠解除前后种胚的转录组分析[J].中国中药杂志，2020，45（16）：3837-3843

[13]张大燕，文欢，王伟，等.乌头非生物胁迫下萜类化合物次级代谢的转录组学研究[J].中药材，2017，40（10）：2301-2306

[14]文欢，张大燕，彭成，等.天麻苯丙烷代谢途径的转录组学分析[J].中药材，2017，40（4）：789-796

[15]陈宇，沈利娜，张强，等.基于CiteSpace的国内外苦苣苔科植物文献计量分析研究[EB/OL].（2022-04-14）[2022-08-24]https：//kns.cnki.net/kcms2/article/abstract？v=3uoqIhG8C45S0n9fL2suRadTyEVl2pW9UrhTDCdPD67Mog0loGXvoVBDyx9edmxakVPefG4DsHyqtwh92Njt4JAIhgbgBq9b&uniplatform=NZKPT

收稿日期：2022-10-31

内蒙古自治区自然科学基金项目（2022MS03037）

作者简介：代金玲（1986-），女，硕士，实验师，主要从事林木生物技术研究.

通信作者：白玉娥（1968-），女，博士，教授，主要从事林木生物技术研究.