張 超，文 濤，張 媛，趙夢麗，劉 婷，袁 軍，沈其榮

基于文獻計量分析的鐮刀菌枯萎病研究進展解析*

張 超，文 濤，張 媛，趙夢麗，劉 婷，袁 軍?，沈其榮

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院/江蘇省固體有機廢棄物資源化高技術(shù)研究重點實驗室/國家有機類肥料工程技術(shù)研究中心/江蘇省有機固體廢棄物資源化協(xié)同創(chuàng)新中心，南京 210095）

鐮刀菌枯萎病是一種由尖孢鐮刀菌引起的、毀滅性極強的真菌作物病害，為探索鐮刀菌枯萎病的相關(guān)研究進展及熱點，對尖孢鐮刀菌枯萎病進行了引文分析。以“Fusarium wilt”（鐮刀菌枯萎?。┻M行主題搜索，在ISI Web of Science數(shù)據(jù)庫核心集搜索1985—2019年的相關(guān)文獻共4 873篇，采用CiteSpace可視化軟件進行引文分析，通過合作、共現(xiàn)、共被引等網(wǎng)絡(luò)分析，研究鐮刀菌枯萎病的研究熱點和前沿趨勢。根據(jù)發(fā)文量統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)：美國、中國和印度在本領(lǐng)域發(fā)文量排名前三位，而中介中心性指標(biāo)分析則表明荷蘭、美國和印度文獻重要性位列三甲，我國位居前10并表現(xiàn)出積極上升趨勢。引文分析的關(guān)鍵詞突發(fā)性檢測發(fā)現(xiàn)“induction（誘導(dǎo)）”、“genetic diversity（遺傳多樣性）”、“pathogenicity（致病性）”是近十年的重要熱點；文獻共被引聚類分析表明解淀粉芽孢桿菌、系統(tǒng)抗性、非致病性尖孢鐮刀菌等方面為本領(lǐng)域的研究前沿。隨著枯萎病研究層次的不斷深入，未來研究將會集中在微生物防控、抗病育種、根系-病原菌-有益菌互作機制等方向；此外，多組學(xué)技術(shù)的應(yīng)用必將有利于解析鐮刀菌枯萎病發(fā)病機制，為鐮刀菌枯萎病基礎(chǔ)研究與防控應(yīng)用提供理論和技術(shù)支持。

枯萎??；CiteSpace；尖孢鐮刀菌；可視化分析；網(wǎng)絡(luò)分析

枯萎?。‵usarium wilt）是世界上分布范圍較廣，毀滅性較強的作物病害之一。而鐮刀菌枯萎病作為枯萎病的重要代表，一直以來廣受世界各國研究者的關(guān)注[1]。當(dāng)前，集約化農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展的同時，也給農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境帶來諸多挑戰(zhàn)。由鐮刀菌枯萎病引起的土傳病害正威脅我國香蕉[2]、西瓜[3]、黃瓜[4]、百合[5]等多種重要經(jīng)濟作物的生產(chǎn)。國外關(guān)于枯萎病的研究起步較早，且較為系統(tǒng)和深入，近年來，我國枯萎病相關(guān)的研究團隊逐漸增多[6-9]。但目前尚未有研究人員對該領(lǐng)域的發(fā)展歷程、研究現(xiàn)狀、前沿?zé)狳c等進行歸納總結(jié)。

CiteSpace（引文空間）是一款用來分析科學(xué)文獻中蘊含潛在知識的可視化分析軟件，通過CiteSpace可視化可以呈現(xiàn)出科學(xué)知識的合作網(wǎng)絡(luò)、共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及共被引網(wǎng)絡(luò)[10]。通過合作網(wǎng)絡(luò)分析可以體現(xiàn)出枯萎病研究領(lǐng)域中作者、機構(gòu)、國家之間的合作關(guān)系，發(fā)現(xiàn)本領(lǐng)域重要的研究機構(gòu)和研究者。共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析通過對科學(xué)文獻的關(guān)鍵詞、學(xué)科領(lǐng)域詞頻的提取，來研究該領(lǐng)域發(fā)展動向和研究熱點。通過共被引網(wǎng)絡(luò)分析，揭示科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展方向、研究前沿學(xué)科基礎(chǔ)等信息，總結(jié)重要的研究成果[11]。

為了追蹤枯萎病相關(guān)研究的發(fā)展歷程，尋找相關(guān)的研究學(xué)者和機構(gòu)，明確枯萎病領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢。本文基于ISI Web of Science（WoS）數(shù)據(jù)庫核心合集，以“Fusarium wilt”為主題詞進行檢索，共得到4 873篇文獻和91 113條引文記錄。利用引文空間（CiteSpace）對上述鐮刀菌枯萎病的研究文獻進行了整合。在此基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)進行處理，發(fā)現(xiàn)了該領(lǐng)域重要的研究成果、研究學(xué)者和研究機構(gòu)，總結(jié)本領(lǐng)域發(fā)展方向、歸納熱點、判斷趨勢。為初涉鐮刀菌枯萎病領(lǐng)域的研究者提供知識普及和領(lǐng)域把控，同時為鐮刀菌枯萎病的研究指引當(dāng)前的研究熱點和未來的研究方向。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

為保證研究結(jié)果的客觀性及科學(xué)性，文獻分析數(shù)據(jù)均來自ISI Web of Science數(shù)據(jù)庫中的核心合集，通過主題詞“Fusarium wilt”進行檢索，時間跨度為所有年限（1985年—2019年），共獲到相關(guān)文獻4 972篇（檢索日期截至2019年4月1日）。檢索得到的文獻以“全記錄與引用的參考文獻”及“純文本”的格式下載，將下載好的文獻重命名為CiteSpace能夠識別的download-fw.txt格式，將文件作為數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。

1.2 研究方法

CiteSpace軟件工具可用來幫助用戶快速而方便地把握某一科學(xué)領(lǐng)域中的前沿方向和熱點問題，找出研究中的知識基礎(chǔ)和關(guān)鍵文獻，識別該領(lǐng)域中的主要研究人員和主要研究機構(gòu)。CiteSpace具有使用操作簡單、可繪制多種圖譜、可視化效果好、提供信息量大、易于圖譜解讀等優(yōu)勢。

在WoS數(shù)據(jù)庫中檢索并進行初步分析，統(tǒng)計鐮刀菌枯萎病各年限的發(fā)文量，可得到鐮刀菌枯萎病的發(fā)文趨勢。打開CitesSpace點擊new（新建）新建項目，將保存download（下載）文件的data（數(shù)據(jù)）文件夾加載到datadirectory（數(shù)據(jù)字典）加載項中，同時將新建的project（項目）文件夾加載到projecthome（項目之家）中，用來保存分析后的數(shù)據(jù)，其他設(shè)置默認(rèn)后保存項目。將Timeslicing（時間切片）設(shè)置為1985年—2019年，時間前切片為1（年），在Notetypes（節(jié)點類型）分別單次選中Author（作者）、Institution（機構(gòu)）、Country（國家），top設(shè)置為20，點擊go（運行）后，得到作者、機構(gòu)、國家的合作網(wǎng)絡(luò)；將notetypes（節(jié)點類型）分別選中Keyword（關(guān)鍵詞）、Category（學(xué)科），其他設(shè)置不變，點擊go，彈出關(guān)鍵詞、領(lǐng)域共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，關(guān)鍵詞可視化窗口中，點擊突發(fā)性檢測，可得到關(guān)鍵詞突發(fā)性檢測表；將notetypes（節(jié)點類型）選中Citedreference（被引文獻），Pruning（裁剪功能）選中Pathfinder（尋徑網(wǎng)格），其他設(shè)置不變，點擊go，可以初步得到鐮刀菌枯萎病文獻合作者的共被引網(wǎng)絡(luò)。通過其他設(shè)置對圖譜進行美化設(shè)置，以便于更好地解讀圖譜。

1.3 網(wǎng)絡(luò)屬性指標(biāo)計算

中介中心性（Betweenness centrality）是測度節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中重要性的一個指標(biāo)，CiteSpace中使用此指標(biāo)來發(fā)現(xiàn)和衡量文獻的重要性，并用紫色外圈對該類文獻（或作者、國家、機構(gòu)等，且?guī)в凶仙馊Φ墓?jié)點中介中心性不小于0.1）進行重點標(biāo)注[12]。具有高中介中心性的文獻通常是連接兩個不同領(lǐng)域的關(guān)鍵樞紐，在CiteSpace中也稱其為轉(zhuǎn)折點。這種節(jié)點的重要度計算的方法是Freeman[13]于1977年提出的中介中心性的計算公式，如下：

式中，、和分別為三個不同節(jié)點，BC為節(jié)點的中介中心性（Betweenness centrality），st為節(jié)點到節(jié)點的最短路徑數(shù)目，nst為從節(jié)點到節(jié)點的st條最短路徑中經(jīng)過節(jié)點的最短路徑數(shù)目。就信息傳輸角度而言，中介中心性越高，節(jié)點的重要性越大，去除這些點之后對網(wǎng)絡(luò)傳輸影響也越大，因此，本文采用中介中心性來衡量和發(fā)現(xiàn)枯萎病領(lǐng)域中重要的文獻、作者和機構(gòu)等。

突發(fā)性檢測（Burst detection）表示節(jié)點在短時間內(nèi)躍遷的現(xiàn)象，強調(diào)突發(fā)性。在文獻關(guān)鍵詞突發(fā)性檢測中紅色圈層為突出節(jié)點，表示該關(guān)鍵詞在某時間段內(nèi)被引頻次突現(xiàn)增長并在此時間段內(nèi)引起了高度重視。

在共被引網(wǎng)絡(luò)中，Sigma值是結(jié)合中介中心性和突發(fā)性來衡量節(jié)點重要性的一個指標(biāo)，Sigma值越高說明網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點在結(jié)構(gòu)性和突現(xiàn)性綜合表現(xiàn)上最優(yōu)。

Modularity（Q值）是網(wǎng)絡(luò)模塊化的評價指標(biāo)，一個網(wǎng)絡(luò)的Q值越大，則表示網(wǎng)絡(luò)的聚類越好，Q>0.3時就意味著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)顯著[14]。

2 結(jié)果與討論

2.1 鐮刀菌枯萎病研究發(fā)文數(shù)量及時間特征

發(fā)文數(shù)量及其年份可以反映所研究專題隨時間發(fā)展的軌跡，如發(fā)展的起步階段、發(fā)展階段、穩(wěn)步階段等動態(tài)信息?；贗SI Web of Science數(shù)據(jù)庫核心合集，以“Fusarium wilt”為主題詞進行檢索，相關(guān)文獻共4 873篇，對發(fā)文數(shù)量進行統(tǒng)計如圖1所示，研究人員對鐮刀菌枯萎病的研究在1985年之前就有所探索，但發(fā)文量較少。直至21世紀(jì)初，鐮刀菌枯萎病相關(guān)研究的發(fā)文量增長加快。尤其是21世紀(jì)以來，本領(lǐng)域整體發(fā)展較為迅速，2018年更是發(fā)文量最高的一年，發(fā)文數(shù)量突破350篇，2019年截至4月1日已發(fā)表73篇，預(yù)期2019年鐮刀菌枯萎病總發(fā)文量也可達300篇以上。表明了該領(lǐng)域正處于快速發(fā)展階段，越來越多的科研工作者關(guān)注并推動這一領(lǐng)域的研究。

圖1 ISI Web of Science數(shù)據(jù)庫核心合集中以“Fusarium wilt”主題檢索的文獻年發(fā)文量統(tǒng)計

2.2 鐮刀菌枯萎病的合作研究空間特征

科學(xué)合作是指研究學(xué)者為生產(chǎn)新的科學(xué)知識而一起進行工作。合作圖譜是將這一工作關(guān)系進行可視化。CiteSpace提供了三個層次的科學(xué)合作網(wǎng)絡(luò)分析，分別為：作者合作網(wǎng)絡(luò)、機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)和國家地區(qū)的合作網(wǎng)絡(luò)，可識別出鐮刀菌枯萎病研究領(lǐng)域的學(xué)者、機構(gòu)及國家間的合作關(guān)系。既為評價其學(xué)術(shù)影響力提供參考，又有利于發(fā)現(xiàn)值得關(guān)注的學(xué)者和機構(gòu)。

圖2為國家地區(qū)的合作網(wǎng)絡(luò)圖譜，圖中35個節(jié)點，表示自1985年以來共有35個國家地區(qū)對鐮刀菌枯萎病進行了不同程度的研究。其中荷蘭（0.27）和美國（0.16）中介中心性較高，表明美國和荷蘭在國家合作網(wǎng)絡(luò)中占有重要地位。美國（903篇）、中國（701篇）、印度（614篇）發(fā)文量排在前列。荷蘭雖然發(fā)文量排在第七位，但其中介中心性排在第一位（0.27），進一步分析發(fā)現(xiàn)荷蘭對鐮刀菌枯萎病的研究起始較晚，文獻數(shù)量較少，但文獻質(zhì)量較高，被引次數(shù)較多，與其他國家交流合作頻繁。中國在20世紀(jì)末才開始探索鐮刀菌枯萎病領(lǐng)域，起步較晚，網(wǎng)絡(luò)中介中心性較低，但在短短20年之間發(fā)展迅速，發(fā)文量達到701篇，僅次于美國，正處于快速發(fā)展階段。這與近年來我國集約化農(nóng)業(yè)慢慢凸現(xiàn)出來的連作障礙等問題有關(guān)，也表明了國家和相關(guān)研究者關(guān)注并支持這方面的研究。

注：圓形節(jié)點大小與文獻數(shù)量成正比，節(jié)點外圈代表中介中心性，厚度與中介中心性為正相關(guān)；年輪灰度代表文獻發(fā)表年限，厚度與文獻數(shù)量成正相關(guān)，灰度越深發(fā)表時間越早；節(jié)點間連線代表兩者共現(xiàn)或共被引關(guān)系，線條粗細(xì)反映關(guān)系的強弱，灰度對應(yīng)二者首次引用年份。下同。Note：Size of the round node is in direct proportion to the number of papers published，the outer circle of the node represents the intermediary centrality，and thickness of the circle is positively related to the intermediary centrality；Gray level of the ring represents year of the publication，and thickness of the ring is positively related to the number of papers in the literature；Lines between the nodes represent the co-occurrence or co-citation relationship between the two，thickness of the line reflects strength of the relationship，and gray level of the line corresponds to the first year when the two were cited. The same below.

通過機構(gòu)合作分析可發(fā)現(xiàn)對鐮刀菌研究比較先進的研究機構(gòu)，并與之交流學(xué)習(xí)。圖3為機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)分析圖譜，由477個節(jié)點和754條連線組成，表示477個研究機構(gòu)之間的合作聯(lián)系，節(jié)點的連線代表機構(gòu)之間的合作關(guān)系。本文統(tǒng)計了各機構(gòu)的發(fā)文數(shù)量、中介中心性、首發(fā)年份等信息。從圖中的連線可以看出，歐美國家研究機構(gòu)之間的連線更加密集，合作更加頻繁。其中南京農(nóng)業(yè)大學(xué)在網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點最大，在鐮刀菌枯萎病領(lǐng)域發(fā)文量最多，但大多是機構(gòu)間內(nèi)部合作。中介中心性排名前十的機構(gòu)中美國農(nóng)業(yè)研究所、美國農(nóng)業(yè)部、科爾多瓦大學(xué)位列前三位，研究起步較早，中介中心性和發(fā)文數(shù)量均較高，表明了這三個機構(gòu)在本領(lǐng)域占有重要地位。我國僅有中國科學(xué)院和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)兩家機構(gòu)入圍排名前十的機構(gòu)，他們雖然研究起步稍晚，中介中心性也較低，但積極探索，已同多個機構(gòu)產(chǎn)生合作關(guān)系。尤其是南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，發(fā)文量排名國內(nèi)第一，中介中心性也排在所有中國機構(gòu)中的前列，在鐮刀菌枯萎病方面的研究正在快速發(fā)展。

圖3 鐮刀菌枯萎病研究的機構(gòu)合作特征

通過分析作者合作網(wǎng)絡(luò)能夠得到關(guān)注鐮刀菌枯萎病的研究人員信息，發(fā)掘出鐮刀菌枯萎病研究領(lǐng)域中優(yōu)秀的研究人員，以及研究領(lǐng)域中作者之間的相互合作。圖4中共有1 289個節(jié)點代表著枯萎病領(lǐng)域中的1 289位研究人員發(fā)表過本領(lǐng)域文章，圖中節(jié)點大多獨立分散，其中可以清晰發(fā)現(xiàn)圖中最大的節(jié)點是Shen Q R教授。說明署名包含Shen Q R教授的文獻數(shù)量最多，為130篇（表1），位居所有鐮刀菌枯萎病研究人員發(fā)文量的第一位，遠(yuǎn)高于第二名的Garibaldi A（58篇）。進一步分析發(fā)現(xiàn)以Shen Q R教授為中心，聯(lián)系的其他作者大部分屬于同一個單位，團隊內(nèi)部合作較多，表明了在本領(lǐng)域Shen Q R教授領(lǐng)導(dǎo)了一個成規(guī)模的團隊。從中介中心性來看，排名前三的作者分別是Viljoen A、Aitken E A B、Czislowski E，其中Viljoen A發(fā)文26篇，首發(fā)年份為2007年，中介中心性0.11，其次是Aitken E A B，發(fā)文9篇，2012年首發(fā)，中介中心性0.09（表1）。Czislowski E、Yang L、Thatcher L F等人，雖然發(fā)文量較少，起步較晚，但中介中心性較高，說明這幾位作者在該領(lǐng)域中合作交流較多，并且與其他作者合作發(fā)文的數(shù)量較多。值得注意的是高產(chǎn)作者的合作大多存在于內(nèi)部合作，跨機構(gòu)合作的現(xiàn)象相對較少。從世界范圍的研究者來看，許多研究人員以小范圍獨立研究為主，團隊合作較少，表明大部分枯萎病研究人員分布廣泛且獨立性較強。

我國與其他國家機構(gòu)作者合作較少，這可能是導(dǎo)致我國科研人員中介中心性較低的重要原因。中介中心性前十名中僅有兩位中國的科研人員，且均來自南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，表明了南京農(nóng)業(yè)大學(xué)枯萎病研究領(lǐng)域中處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。整體而言，我國在該領(lǐng)域的研究未來尚有較大的進步空間，我國研究人員應(yīng)加強與國外優(yōu)秀科研人員交流學(xué)習(xí)，以提高我國該領(lǐng)域研究在全世界的地位。

圖4 鐮刀菌枯萎病研究作者合作網(wǎng)絡(luò)

表1 鐮刀菌枯萎病作者合作分析中介中心性統(tǒng)計

2.3 鐮刀菌枯萎病研究的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)特征

對學(xué)科領(lǐng)域的共現(xiàn)分析，可構(gòu)建學(xué)科間的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，揭示鐮刀菌枯萎病研究中學(xué)科間的相互聯(lián)系。圖5為領(lǐng)域共現(xiàn)分析網(wǎng)絡(luò)，圖中共有56個節(jié)點，表明在鐮刀菌枯萎病研究中有56個學(xué)科相互交叉滲透，222條代表學(xué)科領(lǐng)域間相互聯(lián)系的連線，表明鐮刀菌枯萎病學(xué)科領(lǐng)域分布廣泛、復(fù)雜。該領(lǐng)域研究論文主要涉及植物科學(xué)、農(nóng)學(xué)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟學(xué)領(lǐng)域，除此之外還在園藝、應(yīng)用微生物、醫(yī)學(xué)微生物、土壤肥料學(xué)等領(lǐng)域有較多的發(fā)文量。其中生物化學(xué)與分子生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)的中介中心性較高。分別為0.42、0.28和0.25，表明鐮刀菌枯萎病在這些學(xué)科中有重要的研究價值，交叉也最為廣泛。

圖5 鐮刀菌枯萎病學(xué)科領(lǐng)域共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

關(guān)鍵詞是文獻主題的精確表達，關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析有利于識別研究主題演變過程。關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析和關(guān)鍵詞突發(fā)性檢測有利于發(fā)現(xiàn)該研究發(fā)展動向和研究熱點，將CiteSpace節(jié)點選擇為“keyword”，閾值選擇50，得到關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜（圖6）。根據(jù)圖形大小可以看出頻次最高的五個關(guān)鍵詞分別是“鐮刀菌枯萎病”（Fusarium wilt）、“生物防治”（biological control）、“枯萎”（wilt）、“抗性”（resistance）、和“尖孢鐮刀菌”（）。中介中心性最高的十個關(guān)鍵詞中“生物防控”（biological control）、“鐮刀菌枯萎病”（Fusarium wilt）、“枯萎”（wilt）最高。其中，“枯萎病”和“鐮刀菌枯萎病”這兩個關(guān)鍵詞為本研究的篩選用詞，因此，本研究關(guān)注這兩個詞之外的其他關(guān)鍵詞。發(fā)現(xiàn)在對枯萎病研究的過程中，病理的發(fā)生和病害的防治是枯萎病研究課題的關(guān)鍵內(nèi)容。結(jié)果中所有關(guān)鍵詞首發(fā)年份均在20世紀(jì)90年代初期，表明科研人員很早就開始了對于鐮刀菌枯萎病的發(fā)病機理和防控研究。

圖6 鐮刀菌枯萎病關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

突發(fā)性檢測（Burst detection）表示所考察的關(guān)鍵詞在短時間內(nèi)躍遷的現(xiàn)象，強調(diào)突發(fā)性。通過對關(guān)鍵詞突發(fā)性的檢測，可得知特定時間內(nèi)的研究熱點。按照突發(fā)性強度統(tǒng)計出圖，發(fā)現(xiàn)“induction（誘導(dǎo)）”的突發(fā)性最高，突發(fā)強度為31.44（表2），說明在鐮刀菌枯萎病研究中，“誘導(dǎo)”是其研究中的最大熱點，其突發(fā)性從起始的1997年持續(xù)至21世紀(jì)。進入21世紀(jì)后，“熒光假單胞）”、“cotton（棉花）”、“race（種、屬）”、“vegetative compatibility（營養(yǎng)親和性）”、“induced resistance（誘導(dǎo)抗性）”、“（哈茨木霉）”等關(guān)鍵詞研究熱度逐漸增多。為了更好地把握當(dāng)前鐮刀菌枯萎病的研究熱點，本研究進一步統(tǒng)計了近十年的關(guān)鍵詞突發(fā)性檢測（表2），其中“induction（誘導(dǎo)）”依然是近十年鐮刀菌枯萎病研究的重要熱點，突發(fā)強度為11.61。其次分別是“chickpea（鷹嘴豆）”、“genetic diversity（遺傳多樣性）”、“DNA（基因）”、“systemic resistance（系統(tǒng)抗性）”等關(guān)鍵詞熱點。隨著近年來高通量測序技術(shù)的不斷完善，測序深度與精度的逐步提升，研究熱點轉(zhuǎn)變至分子層面的研究，因此遺傳多樣性、基因、系統(tǒng)抗性等熱點逐漸增多。鷹嘴豆是鐮刀菌枯萎病實驗中的最為常見的實驗材料，此處不做過多分析。值得注意的是“pathogenicity（致病性）”，它是近年來（2016年—2019年）最大的研究熱點，這也充分體現(xiàn)了枯萎病研究領(lǐng)域更加多元、更加深入的研究特點。

表2 關(guān)鍵詞突發(fā)性檢測

2.4 鐮刀菌枯萎病研究的共被引圖譜

在文獻計量學(xué)中，共被引是指兩篇文獻共同出現(xiàn)在第三篇施引文獻的參考文獻目錄中，則這兩篇文獻形成共被引關(guān)系?？茖W(xué)文獻的相互引證反映了科學(xué)發(fā)展的客觀規(guī)律，是揭示其數(shù)量特征和內(nèi)在規(guī)律的一種信息計量研究方法。圖7反映的文獻共被引圖譜由274個節(jié)點和387條連線形成了42個群組聚類，包含11個較大的群組，Q=0.844 2，其中最大節(jié)點為Ma L J教授的文獻，共被引次數(shù)最多（111次）。圖中11個聚類群組標(biāo)簽為鐮刀菌枯萎病的11個研究前沿，表明鐮刀菌枯萎病研究涉獵廣泛。其中前三的聚類群組為#0解淀粉芽孢桿菌、#1系統(tǒng)抗性、#2非致病性尖孢鐮刀菌，文章數(shù)量分別為32、30、24，S值為0.945、0.895、0.933，說明聚類的結(jié)果具有高可信度，這三個聚類群組標(biāo)簽為鐮刀菌枯萎病領(lǐng)域的最前沿研究，即：提高植物系統(tǒng)抗性；使用以芽孢桿菌為代表的有益菌防控鐮刀菌；通過非致病鐮刀菌防控致病鐮刀菌數(shù)量。通過總結(jié)出三個聚類中Sigma最高的三篇文獻，對每個聚類中的重要文件進行挑選，其中#0解淀粉芽孢桿菌中Sigma最高的文獻是2008年南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的Zhang等[15]所發(fā)表的文獻“Control of Fusarium wilt disease of cucumber plants with the application of a bioorganic fertilizer”，該文章采用芽孢桿菌SQR-5和SQR-11的生物有機肥控制尖孢鐮刀菌和黃瓜枯萎病有顯著效果。深入剖析后發(fā)現(xiàn)#0解淀粉芽孢桿菌群組中有19篇文獻來自南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的沈其榮團隊，由此可見沈其榮教授所領(lǐng)導(dǎo)的有機肥與土壤微生物研究團隊是該領(lǐng)域中解淀粉芽孢桿菌研究方向的中堅力量。#1系統(tǒng)抗性中烏特勒支大學(xué)的van Loon等[16]在1998年發(fā)表的“Systemic resistance induced by rhizosphere bacteria”Sigma最高，主要闡述了根瘤菌介導(dǎo)的系統(tǒng)抗藥性在田間條件下是有效的，提供了一種生防機制。#2非致病性尖孢鐮刀菌中Sigma最高的文獻是“Mechanisms involved in biological control of Fusarium wilt of cucumber with strains of nonpathogenic”由巴林大學(xué)的Mandeel[17]于1991年發(fā)表，主要內(nèi)容為非致病性尖孢鐮刀菌的增加有利于降低黃瓜枯萎病的發(fā)病率。

圖7 鐮刀菌枯萎病文獻共被引圖譜

對前三聚類群組進行總結(jié)分析，其主要內(nèi)容見表3。Sigma值越高說明網(wǎng)絡(luò)中該文章的結(jié)構(gòu)性和突現(xiàn)性綜合表現(xiàn)上最優(yōu)，進一步深入剖析近十年Sigma值最高的十篇被引文獻（表4），其中Sigma值最高的為Di PA的“：Exploring the molecular arsenal of a vascular wilt fungus”，這十篇文獻為近十年鐮刀菌枯萎病研究的重要基礎(chǔ)。值得注意的是2013年發(fā)表的“Effects of novel bioorganic fertilizer produced byW19 on antagonism of Fusarium wilt of banana”，利用解淀粉芽孢桿菌制作有機肥來預(yù)防枯萎病，2012年發(fā)表的“The Top 10 fungal pathogens in molecular plant pathology”，從分子層面來分析鐮刀菌枯萎病，以及“Application of bio- organic fertilizer can control Fusarium wilt of cucumber plants by regulating microbial community of rhizosphere soil”通過有機肥調(diào)控微生物群落防控枯萎病。雖發(fā)表年限較短，但Sigma值較高。通過三篇文獻可以側(cè)面看出系統(tǒng)抗性、病原菌的基因分子研究及微生物互作等是近年來的主要研究方向。

我國是農(nóng)業(yè)大國，在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的過程中，作物連作及長期不合理施肥等不良現(xiàn)象導(dǎo)致土壤微生物區(qū)系破壞，造成鐮刀菌枯萎病爆發(fā)頻繁，影響經(jīng)濟作物生長發(fā)育。因此，減輕病害發(fā)生對我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展十分緊迫。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)有機肥與土壤微生物團隊，利用芽孢桿菌和木霉等土壤有益微生物對香蕉、黃瓜、西瓜、番茄等作物的枯萎病進行生物防控，做過大量應(yīng)用研究[27-28]。國內(nèi)研究更偏重實際運用，對作物抗性和產(chǎn)量等研究較多。隨著近年來研究層次的不斷深入，鐮刀菌枯萎病的研究熱點轉(zhuǎn)變至基因分子層面。包括尖孢鐮刀菌的致病機理、根際微生物互作、根系分泌物對病原菌的影響以及植物多種基因的表達對病原菌的影響等方向。同時，本文根據(jù)對鐮刀枯萎病研究熱點和研究前沿的深度剖析，認(rèn)為未來研究將會繼續(xù)集中在抗病基因與抗病育種、生態(tài)防控、微生物方面的研究以及枯萎病在全球尺度下的遺傳多樣性與致病多樣性。今后在土壤微生物尤其是根際微生物生態(tài)方面的研究會得到長足的發(fā)展，通過多組學(xué)研究深入剖析植物-病原菌互作機制，為我國鐮刀菌枯萎病、土壤連作障礙等問題提供理論與技術(shù)支持。

表3 鐮刀菌枯萎病研究聚類分析主要內(nèi)容

表4 近十年鐮刀菌枯萎病研究文獻Sigma值

3 結(jié) 論

通過CitesSpace對鐮刀菌枯萎病研究文獻進行合作網(wǎng)絡(luò)、共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及共被引網(wǎng)絡(luò)分析，探索該領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)、研究熱點、研究前沿。結(jié)果表明，美國和荷蘭在該領(lǐng)域的研究占有重要地位，擁有學(xué)科內(nèi)大量優(yōu)秀的研究機構(gòu)，其中包括美國農(nóng)業(yè)研究所、烏特勒支大學(xué)、科爾多瓦大學(xué)等優(yōu)秀研究機構(gòu)。許多優(yōu)秀的學(xué)者對鐮刀菌領(lǐng)域的研究探索中發(fā)表了重要的文獻，其中Larkin R P教授、Mandeel Q教授、Vanpeer R教授研究了非致病性鐮刀菌對番茄和黃瓜枯萎病防控以及假單胞菌對康乃馨枯萎病的防控；van Loon L C教授研究了根際微生物和生物防控；Ma L J教授則主要從基因組學(xué)方面研究了鐮刀菌的致病染色體等，以上學(xué)者在鐮刀菌枯萎病領(lǐng)域發(fā)表了多篇重要文獻。鐮刀菌枯萎病涉及多個交叉學(xué)科，其中工程學(xué)、生物化學(xué)與分子生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)交叉頻繁。我國鐮刀菌枯萎病研究起步較晚，但發(fā)展迅速，未來仍需緊跟國際研究熱點和前沿，加強合作交流，注重學(xué)科交叉，為攻克土傳枯萎病和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。

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Bibliometric-based Analysis of Advances in Researches on Fusarium Wilt Disease

ZHANG Chao, WEN Tao, ZHANG Yuan, ZHAO Mengli, LIU Ting, YUAN Jun?, SHEN Qirong

(College of Resources and Environmental Sciences / Jiangsu Provincial Key Lab of Solid Organic Waste Utilization / National Engineering Research Center for Organic-Based Fertilizers/ Jiangsu Collaborative Innovation Center of Solid Organic Wastes, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

Fusarium wilt, caused by, is a kind of fungal disease highly destructive to crops. A review was prepared of advances and hot spots in the research on through citation analysis.In order to ensure that the review is objective and scientific, literature analysis was performed based on the data collected and retrieved by “Fusarium wilt” as the subject word from the core collection of the database of ISI Web of Science of the period of 1985～2019. A total of 4972 relevant papers were obtained finally by April 1, 2019. All the retrieved documents were downloaded in the format of “full record and quoted references” and “plain text”, and renamed to download-fw.txt format, for easy recognition by CiteSpace for further analysis. Then, the CiteSpace visualization software was used for citation analysis by cooperation, co-occurrence, co-citation, research hotspot and frontier trend.Statistical analysis of volume of the publications shows that the United States, China and India ranked the top three in this field. Analysis of betweenness central indicators shows that the Netherlands, the United States and India were the top three in importance of literature, while China was among the top 10s with a positive upward trend. Further analysis by institution shows that the United States Department of Agriculture, the University of Cordoba, the French National Agricultural Research Institute, the University of Utrecht, etc. were outstanding ones in this field; Domestic research institutions, represented by the Nanjing Agricultural University, actively carried out relevant researches and contributed a huge number of publications addressing the issue “Fusarium wilt is widely distributed and complex crop disease” in the fields of plant science, agronomy and agricultural economics.Further citation analysis shows that “induction”, “genetic diversity” and “pathogenicity” are important hot spots in the recent ten years, and literature co-citation clustering analysis shows that “”, “systemic resistance”, and “non-pathogenic” were the research frontiers in this field. With the research on Fusarium wilt going on in-depth, it is speculated that the future research will go on keeping focus on microbial control and prevention, breeding of disease resistant crop varieties, and interaction of root - pathogen - beneficial microbes and its mechanism, and moreover, the adoption of the multiple omics technology will sure help understand the pathogenesis of Fusarium wilt and provide a theoretical basis and technical support for fundamental studies on and prevention of Fusarium wilt.

Fusarium wilt; CiteSpace;; Visual analysis; Network

S436.421.1+3

A

10.11766/trxb201909090479

張超，文濤，張媛，趙夢麗，劉婷，袁軍，沈其榮. 基于文獻計量分析的鐮刀菌枯萎病研究進展解析[J]. 土壤學(xué)報，2020，57（5）：1280–1291.

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* 國家重點研發(fā)計劃項目（2017YFD0200805）、國家自然科學(xué)基金項目（31902107）和農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201503110）共同資助Supported by the National Key Research and Development Program of China（No. 2017YFD0200805），the National Natural Science Foundation of China（No. 31902107）and the Public Welfare Industry（Agriculture）Scientific Research Special Project of the Ministry of Agriculture of China（No. 201503110）

，E-mail：junyuan@njau.edu.cn

張 超（1994—），碩士研究生，主要研究土壤微生物。E-mail：1173463678@qq.com

2019–09–09；

2020–04–15；

優(yōu)先數(shù)字出版日期（www.cnki.net）：2020–06–01

（責(zé)任編輯：陳榮府）