张学江+汪华+史文琦+向礼波+杨立军

摘要：采用文献计量学方法，基于Web of Science（WOS）平台的SCI-E和CNKI数据库中小麦（Triticum aestivum L.）条锈病相关研究的文献数据，从文献年代分布、文献学科分布、主要刊文期刊、核心作者、主要研究机构和高引论文等方面着手分析，并结合信息可视化软件Citespace Ⅲ绘制小麦条锈病研究领域的知识图谱，分析和总结其发展趋势与研究热点。WOS数据库中，小麦条锈病研究文献近年来呈现快速上升趋势，其中，发文量前5位的国家为中国、美国、澳大利亚、墨西哥和加拿大，发文量占比均超过5%，中美两国发文量则分别超过30%，远高于其他国家和地区；在发文量前5位的机构中，华盛顿州立大学发文量位居榜首，其次为西北农林科技大学、悉尼大学、中国农业科学院和墨西哥国际玉米与小麦改良中心。发文学科主要分布在植物科学、农学、遗传、生物技术与应用微生物学，以及生化与分子生物学等领域。发文量前10位的期刊累计发文量高达47.809%，其中植物病理学（11.264%）、理论与应用遗传学（9.286%）和荷兰植物育种杂志（7.653%）发文量遥遥领先。从CNKI数据库看，西北农林科技大学和中国农业科学院发文数量居绝对主导地位，分别占24.786%和13.579%，而发文量前10名的期刊则囊括了47.659%的发文量，发文量最高的为《麦类作物学报》，占总发文量的9.031%。在小麦条锈病领域研究中，无论发表论文绝对数量，还是排名靠前的核心作者占比、核心机构占比和近期高突现度论文占比等方面，中国和美国都居于主导地位。小麦条锈病研究在分子标记和品种IR34两大聚类发表论文最多，研究持续时间最长；最近的热点则体现在尖端坏死、序列分析和生物防控3个方面。

关键词：小麦（Triticum aestivum L.）；条锈病；文献计量分析；Web of Science；CNKI；Citespace Ⅲ

中图分类号：TQ450.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）24-4766-08

由条形柄锈菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici）引起的小麦（Triticum aestivum L.）条锈病是流行于世界小麦种植区的气传性病害，具有分布广、传播快、危害大的特点。病原变异造成的新生理小种的出现，使小麦抗条锈品种在短短几年丧失抗性，严重威胁着世界范围内小麦产量[1-3]。各国科学家为培育抗病品种，进而实现小麦高产做出了大量探索，取得丰硕成果。中国作为世界上最大且相对独立的小麦条锈病流行区，一般发生年份可造成产量损失10%～20%，严重流行年份可达30%以上，严重威胁着中国小麦的生产安全[4]。中国曾于1950、1964年、20世纪70年代中期至80年代初期、2001-2002年和2008-2009年发生多次大规模流行并造成小麦巨大减产，每次损失都在10亿kg以上[5，6]。小麦条锈病受到农业管理部门和科研单位的高度关注。因此，总结和归纳相关文献，对客观全面把握小麦条锈病研究的热点和前沿具有十分重要的意义。文献计量学是对文献进行定量分析的科学，被公认为是能定量测度基础科学活动、学科布局和学科发展动态的重要方法，已经被广泛应用于各学科的分析，进而从宏观上把握科学研究的方向。文献计量分析在农业领域亦有广泛应用。邬亚文等[7]分析了国内外水稻的发展态势，丁麟等[8]研究了稻瘟病的研究概况，李晓等[9]研究了超级稻研究动态，高懋芳等[10]总结了农业面源污染的研究成果。近年来，科学计量学的新方法特别是信息可视化手段不断完善，其中，Chen[11]开发的基于JAVA平台的CiteSpace软件， 是一种适于多元、分时、动态的复杂网络分析的新一代信息可视化技术， 借助于科学文献引文网络的可视化分析，检测科学文献中出现的研究前沿、热点、趋势和动向的各种模式方面具有独到之处，正成为科学计量学普遍应用的新手段。基于Citespace软件的可视化手段，刘彬等[12]分析了华中农业大学在WOS数据库中的基础研究概况；李玮等[13]分析了地下水污染控制修复技术的研究趋势及热点；杨光明等[14]分析了世界大豆研究的动态；党占海等[15]总结了油料作物的研究进展。国内外已有大量有关小麦条锈病的各专题综述，但从文献计量学角度，特别是利用信息可视化手段，从宏观上对其研究进行全面系统的分析还未见报道。本研究采用文献计量学的方法，结合最新的文献可视化分析软件Citespace Ⅲ，分析国内外小麦条锈病研究的热点演进和当前研究前沿，揭示其研究发展趋势，以期为国内小麦条锈病相关领域的科研工作者和决策者提供参考，促进小麦条锈病综合防治，为保障粮食安全作贡献。

1 文献采集与信息处理

在Web of Science（WOS，Sci-expanded）数据库中，以主题“stripe rust”AND“wheat”进行检索，共获得文献1 163篇，其中研究论文（Article）1 011篇，占总文献的86.93%，综述（Review）46篇，占3.955%；英文文献共计1 147篇，占98.624%。鉴于研究论文和英文文献占总文献数量的比例很高，在接下来的统计分析中未将文献类型进一步细分，仅按总数进行统计。文献检索日期为2015年5月30日，下同。

以中国知网（CNKI）的中国期刊全文数据库为资料来源，采取高级检索方法，以“条锈”并含“小麦”为主题词进行检索，先以选择期刊来源为全部期刊，共获得文献1 654篇，剔除无效信息后共计有效论文1 517篇；为了得到发表在核心以上期刊的信息，又以同样的主题词，选择期刊来源类别为核心期刊，共获得从1992年以来的文献691篇。

在泛读的基础上进行数据统计，统计文献发表年代数量变化、出版来源、发文国家/機构、学科类别、核心作者及高引用论文情况等指标，研究小麦条锈病相关文献的特征和规律。在CNKI数据库中，考虑到一些单位名称的变化，为便于统计，将署名机构为北京农业大学的论文合并为中国农业大学；四川省农业科学院作物研究所、四川省农业科学院植物保护研究所和四川省农业科学院的论文合并到四川省农业科学院；中国农业科学院作物研究所和中国农业科学院植物保护研究所合并到中国农业科学院；将西北农业大学、西北林学院和陕西省农业科学院合并到西北农林科技大学。endprint

2 结果与分析

2.1 小麦条锈研究文献年代分布

检索到小麦条锈病相关研究文献的文献量及年代分布见图1。WOS数据库中，最早的文献发表于1966年，1966-1980年，发文量时断时续，年发文量2～4篇，直到1981年之后，才每年维持一定的发文量，且年发文量缓慢上升，1992年发文量达到第一个较大的峰值，发文27篇，此后5年总体呈下降趋势，到1998年触底，然后逐渐上升，特别是2003年以后，呈现快速直线上升的态势，2014年已收录论文达139篇。CNKI数据库中，检索到的首篇论文发表于1951年，但此后30年年均发文量都在10篇以下，增长缓慢，而20世纪80年代发文量迅速增加，1995年发文总量达到第一个高峰值（65篇），随后逐渐下降，发文量于1998年触底（21篇），此后呈上升趋势，直到2008年后的几年时间内，年发文数量呈现稳中略有振荡下降的趋势，但年均发文量维持在50～70篇的水平。在核心刊物上发表的文献数量在1992-2001年10年间，无论发文总数还是核心占比都出现大幅下滑，之后逐渐上升，尽管2004年以来的10年间发文数量和核心占比增长较为缓慢，但核心期刊发文占比均维持在50%～75%的水平（图2）。

2.2 小麦条锈病研究的国家和科研机构分布

从事小麦条锈病研究的国家和科研机构分布见表1。WOS数据库中发文前10位的国家分别是中国、美国、澳大利亚、墨西哥、加拿大、印度、德国、法国、英格兰和巴基斯坦。其中，中国和美国发文量位居前两位，占比分别为32.330%和31.642%，总计占比高达63.972%，遠高于排名第三的澳大利亚（发文占比12.468%）；发文平均引用频次最高的是墨西哥，为29.47，其次为澳大利亚和德国；H指数最高的国家是美国，为41，澳大利亚排名第二（34），墨西哥第三（29），中国排名第四（27）。发文前10位的机构中，华盛顿州立大学和西北农林科技大学发文量遥遥领先，占比均超过10%，中国除西北农林科技大学外，中国农业科学院和四川农业大学发文量均进入前10名。此外还有中国农业大学（12）、中国科学院（14）和四川省农业科学院（19）等单位发文量排名靠前（数据未显示）。从CNKI数据库来看，西北农林科技大学和中国农业科学院发文数量居绝对领先地位，发文总计占总发文量的38.365%。

2.3 小麦条锈病研究文献的学科和期刊来源分布

小麦条锈病相关研究文献在WOS数据库中分布在植物科学（Plant Science）、农学（Agriculture）、遗传（Genetics Heredity）、生物技术与应用微生物（Biotechnology Applied Microbiology）、生化与分子生物学（Biochemistry Molecular Biolog）等领域，论文主要集中在植物、农学和遗传3个方面；CNKI数据库中，发文的学科分布则主要集中在农作物和植物保护两个领域（表2）。WOS数据收录的文献分布在102种期刊中，其中高影响因子论文2篇，分别由瑞士学者和美国学者于2009年发表在SCIENCE上（数据未显示）；载文前10位的期刊发文量总计占总发文量的47.809%，载文量前三位为植物病理学（11.264%）、理论与应用遗传学（9.286%）和荷兰植物育种杂志（7.653%），占比显著领先于其他期刊，累计占比28.203%（表3）；从CNKI数据库看，发文量前10名的期刊囊括了47.659%的发文量，而其中被CSCD数据收录期刊占70%，影响因子1以上的占60%，发文量最高的为《麦类作物学报》，占总发文量的9.031%，依次为《植物病理学报》（7.053%）和《甘肃农业科技》（6.592%），发文量均在100篇以上（表3）。

2.4 小麦条锈病研究文献的核心作者与高引用频次论文

运用普赖斯定律[16]，依据公式M=0.749（Nmax）1/2，计算出核心作者发表论文数的门槛值M，式中，Nmax为所统计时段中最高产的作者论文数。WOS数据库中，发文最多的为华盛顿州立大学的Chen X M，高达136篇，则MWOS=8.73，发文数量9篇以上者为核心作者；CNKI数据库中，发文最多的为西北农林科技大学的李振岐，发文达82篇，NCNKI=6.78，则发文量超过7篇的都进入核心作者群。统计结果显示，WOS数据库中小麦条锈病相关研究的核心作者高达百人，本研究仅列出发文数量在两个数据库中前10位者。无论WOS还是CNKI数据库中，排名前10位的作者发文量均超过总量的2%，WOS中中国学者占据4位，西北农林科技大学居于绝对优势地位，占WOS中的3/10和CNKI中的6/10（表4）。排名前10位的高引用论文在两个数据库中都集中于1980-2009年的研究成果，引用频次都超过或等于100次（表5、表6）。在WOS中，美国学者的高引论文最多，占6/10，瑞典学者和美国学者发表的两篇《科学》进入引用前三（表6）。

2.5 小麦条锈病研究的热点与前沿

研究热点通常指在某一时间段内，具有内在联系且数量相对较多的一组论文所探讨的科学问题或专题。从文献计量学角度看，在某学科领域被引频次最高的研究型文献通常是该领域研究热点的集中体现。CiteSpace是一款用于可视化分析科学文献趋势和范式的计量学软件，其绘制的科学知识图谱能够显示某一学科或科学主题在某一时段的发展趋势与动向，其提供的突现检测（Burst detection）功能，将那些频次变化率高、增长速度快的突现词（Burst terms）从大量的主题词中检测出来，用词频的变化率（而不是词频累计量）来反映学科的前沿领域和发展趋势[11]。本研究利用Citespace Ⅲ软件绘制了1966-2015年间WOS数据库小麦条锈研究文献的共引知识图谱，为了便于比较和提炼该领域最新的研究热点，绘制了2001-2015年WOS和CNKI数据文献的关键词共现图谱，并总结了近年来突现度高的文献、关键词、国家和机构。endprint

为研究本领域内共同被引用的频次较高的文献情况，在CiteSpace Ⅲ界面中选中Node Types为“Cited reference”，设置Time slicing值为3，整个时间跨度为1966-2015年，数据抽取对象为Top30，即选取每3年中被引次数最高的前30篇论文，绘制了WOS数据库中小麦条锈病研究的共被引文献时间线（Timeline）聚类图谱（图3）。图3显示随时间形成的显著聚类，每个聚类对应一个研究方向。图中每个节点代表一篇文献，节点向外延伸的圆圈厚度显示了该文献被引用频次的高低，节点之间连线说明文献之间存在共同被其他文献引用的关系，黑色的横向代表研究前沿知识基础跨越的年代，橫向越长表示研究跨越的年代越久。图3中的重要文献（即各节点）构成了国际上小麦条锈研究最重要的知识基础，这些知识基础在过去某些时段为当时研究的前沿领域，节点圆圈的色彩逐渐变深说明人们对这一主题的兴趣在随时间逐渐增强。可以看出，小麦条锈研究在国际上研究主题主要集中在多态性标记（Analog polymorphism markers）、二氧化碳浓度升高（Elevated CO2）、品种（Cultivar）、品种Ir34、中间偃麦草（Intermedium）、Ir34基因、斯佩尔特小麦亚种（Triticum aestivum ss spelta）、抗条锈基因等几大聚类。其中，多态性标记和Ir34两大聚类节点最多，研究持续跨越时间最长，且其研究接近或者持续到现在，表明该两大聚类论文产出最多，研究热度最大。其中，最大的节点为华盛顿州立大学Chen X M于2005年发表在Can J Plant Pathol题为Epidemiology and control of stripe rust[Puccinia striiformis f. sp tritici] on wheat的论文，引用频次最高，其他论文与它保持着千丝万缕的联系。

为了得到21世纪以来小麦条锈病的最新研究热点，在Citespace Ⅲ中的Node Types面板中选中“key words”，分析时间段为2001-2015年，设置“Time Scaling”值为1，数据抽取对象为Top30，即选取每一年中被引次数最高的前30篇论文，构建出小麦条锈领域文献研究在WOS（图4）和CNKI（图5）中的关键词共现时间线图谱（图4）。从图4、图5可以看出，2001-2015年，研究热点主要集中在小RNA（Microrna）、顶尖坏死（Tip necrosis）、序列分析（Sequences）、生物防治（Biocontrol）、以色列（Israel）等几大聚类，其中顶尖坏死、序列分析和生物防治三大聚类研究节点最多，持续时间最长，研究热度持续到现在，为研究热点集中的领域。CNKI数据库中，“小麦-柔软滨麦草易位系”、“抗性鉴定”、“致病类群”、“冬小麦”和“日变化”等几大聚类研究持续时间较长且研究热度持续到现在，成为国内研究的热点领域。

从2001-2015年突现度前10位的文献（表7）可以看出，高突现度的论文大都发表在2010年前后，且8/10的关键文献的突现度持续到当前，这些研究热点构成了当今的研究前沿。在突现度排名前10的文献中，中国有两位学者。从2001-2015年的高突现关键词可以看出，研究前沿主要集中在抗条锈品种（Cultivars）的培育、以微卫星（Microsatalite）和扩增片段长度多态性（AFLP）两种分子标记为研究手段，重点进行遗传（Inheritance）和遗传多样性（Genetic diversity）的分析。此外，白粉菌、大麦等也成为小麦/条锈研究的重要方面，而研究地点则以中国的论文最多，且其突现度一直持续到现在，显示了中国在该领域的研究成果呈快速增长态势。就研究国家来看，突现的时间段集中在2002-2008年，其中墨西哥、南非、德国、丹麦和英国为高突现国家，表明这些国家该时间段发表了较多论文。就机构而言，从表8可以看出，西北农林科技大学突现度从2009年开始到现在，一直位居突现排名的榜首，说明西北农林科技大学在最近6、7年间发文数量增加十分明显。从CNKI数据库来看，最近几年的研究热点也同样体现在条锈病抗性及分子生物学领域，“SSR标记”“电子克隆”“成株抗性”和“分子检测”等具有较高的突现度。

3 小结与讨论

根据检索的资料来看，Web of Science数据库中，小麦条锈病的相关研究呈现上升趋势，特别是近10年来呈现快速增长的势头，表明小麦条锈病相关研究方兴未艾，越来越受各国科技界重视。尽管CNKI数据库中发文量最近几年略有下降，但SCI论文发文量快速增加，基于中国学者在条锈病研究领域的重要地位，也从侧面反映出中国学者更加重视国际交流，更愿意把高水平的研究成果发表到国际性刊物上。事实上，小麦条锈病作为全国特别是长江流域和西南麦区小麦生产中的第一大病害，其发生与危害具有长期性、暴发性、流行性和变异性等。其有效防控成为长期的国际难题，引起世界有关国家及其国际组织的广泛关注[17]。从20世纪50年代开始，中国小麦条锈病研究范围不断拓宽，研究成果不断增多，水平不断提高，在小麦条锈病的菌源传播规律、致病机理、抗性丧失规律、抗性品种的选育等方面取得显著成绩。从Web of Science数据库小麦条锈来看，中国学者不论在发文数量还是发文质量，都居于世界领先地位，论文总数已超越美国跃居世界第一，尽管单篇平均引用频次还有待提高，但H指数已进入前四，表明中国学者在小麦条锈方面的研究论文具备较高的质量水平。另一方面，在小麦条锈病研究前10名核心作者中，中国占四位，远多于其他国家，虽然在引用排名前10的作者中没有大陆本土的科学家，考虑到中国学者向国际期刊投稿的习惯时间还不长，而单纯的引用累计总量和论文的发表年代密切相关，而以短时间论文引用频次为定义的突现度，则能更好反映某一研究领域的前沿和科学家的关注焦点，从21世纪以来论文引用突现度前10位的论文来看，中国亦能占据两席，且均为近5年发表的研究成果，其凸显热度持续至今，预计还会持续一段时间，成为最新的前沿课题，这些数据都说明中国在小麦条锈病领域的研究居于世界前列。其中，西北农林科技大学、中国农业科学院、四川农业大学和四川省农业科学院等单位作为中国小麦条锈病相关领域的核心研究机构，为小麦条锈病的防控作出了大量卓有成效的工作。endprint

从具有广泛代表性的WOS和CNKI两大数据库的分析，可以大致反映世界小麦条锈病的研究基本态势。通过分析发现，中国和美国在该领域居于绝对领导地位。其中，华盛顿州立大学和中国西北农林科技大学发文最多，而后者在近年来突现度较高，表明论文增长速度较快。中国学者发文影响力呈增强之势，表现在较高的H指数和高突现度论文中的高占比。小麦条锈病研究的最新热点集中在生物防控、基因序列分析和尖端壞死等方面。

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