王彥蕊,潘立超,任玉龑,郭曉鵬,任海偉,2**,范文廣,李志忠
(1. 蘭州理工大學生命科學與工程學院,甘肅 蘭州 730050;2. 西北低碳城鎮(zhèn)支撐技術省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心,甘肅 蘭州 730050)
我國是食用菌生產大國,也是世界上最早培育和利用食用菌的國家之一,年產量占全球總產量87%以上,產值達到2 205.2 億元,是名副其實的“小蘑菇,大產業(yè)”。羊肚菌 [Morchella esculenta(L.) Pers] 又稱羊蘑、羊肚菜、陽雀菌、網(wǎng)兜蘑、羊肚蘑、蜂窩菌、包谷菌、草笠竹等,隸屬于子囊菌門(Ascomycota) 盤菌綱(Pezizomycetes) 盤菌目(Pezizales) 羊肚菌科(Morchellaceae) 羊肚菌屬(Morchella),外形似羊肚,子實體呈蜂窩狀,是一種食用兼藥用的大型真菌[1]。羊肚菌肉質脆嫩、風味獨特,含有豐富的蛋白質、大量人體必需氨基酸、礦物質元素和多種維生素,位居世界四大野生名菌之首,有“素中之葷”的美譽[2]。經常食用羊肚菌不僅能提高機體免疫力,還能抗疲勞、抗腫瘤、抗氧化、抗病毒、降血脂[3]。我國從本世紀初開始探索羊肚菌栽培技術,外源營養(yǎng)袋技術的出現(xiàn)使羊肚菌于2012 年實現(xiàn)了人工規(guī)?;耘郲4]。隨著馴化、栽培技術的發(fā)展,羊肚菌品種日益增多,如梯棱羊肚菌(M. importuna)、六妹羊肚菌(M. sextelata) 和七妹羊肚菌(M. eximia) 等,大大滿足了市場需求[5]。
文獻計量學是借助文獻各種特征數(shù)量,采用數(shù)學統(tǒng)計學方法來描述、評價和預測某領域科學發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢的一種圖書情報學方法,具有傳統(tǒng)文獻綜述難以比擬的優(yōu)勢,已被廣泛用于化學、農業(yè)、醫(yī)藥、生物、能源等學科發(fā)展分析[6]。通過運用文獻計量工具對全球范圍內相關羊肚菌的研究文獻進行分析,從發(fā)文量及發(fā)文趨勢、國家機構發(fā)文量及合作關系、關鍵詞共現(xiàn)及演化趨勢等角度進行探究,剖析國內外有關羊肚菌研究的發(fā)展現(xiàn)狀和研究態(tài)勢,以便學者可以更全面、便捷地了解羊肚菌研究發(fā)展全貌。
選取Web of Science(WoS) 核心合集和中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫,設定檢索年限為2000 年~2020 年。在CNKI 數(shù)據(jù)庫分別以“羊肚菌”“陽雀菌”“羊肚蘑”“網(wǎng)兜蘑”“蜂窩蘑”“草笠竹”為主題進行精確檢索,來源類別選擇“全部期刊”,共檢索到文獻1 839 篇。在WoS 數(shù)據(jù)庫檢索分別設定主題為“Morchella deliciosa Fr.”“Morchella”“morel”“Morchella esculenta(L.) Pers.”“Morchella conica”“Morchella elata”“Morchella Dill.ex Pers.:Fr”進行精確檢索,文章類別為“Article”,共檢索到文獻1 037 篇。利用CNKI中“Ref works”格式和WoS 文獻信息管理“全記錄與引用的參考文獻”格式輸出文獻信息數(shù)據(jù)。
作為文獻計量重要工具,CiteSpace 和VOSviewer 軟件可用于文獻引用脈絡、合作關系、關鍵詞共現(xiàn)以及時間結構等可視化分析,從而對文獻進行科學統(tǒng)計和深度挖掘?;跈z索獲得的1 839 篇中文文獻和1 037 篇英文文獻,通過使用OriginPro 2021進行發(fā)文量變化分析;將文獻信息數(shù)據(jù)導入VOSviewer 1.6.16 和CiteSpace 5.8.R1 軟件,使用VOSviewer 進行文獻作者、關鍵詞共現(xiàn)分析;使用CiteSpace 進行國家間合作及關鍵詞演化趨勢可視化分析;用OriginPro 2021 軟件進行CNKI 期刊發(fā)文量、發(fā)文機構統(tǒng)計分析。
基于年度文獻數(shù)量分析,可了解某一領域各時期的研究進展。CNKI 數(shù)據(jù)庫和WoS 核心合集中有關羊肚菌研究的文獻發(fā)表數(shù)量年度變化趨勢見圖1。
圖1 2000 年~2020 年發(fā)文量變化Fig.1 Change of publications from 2000 to 2020
由圖1 可知,隨著人們對羊肚菌營養(yǎng)成分研究的加深與人工栽培技術的成熟,國內外對羊肚菌的關注度持續(xù)增長。WoS 核心合集中的發(fā)文量總體呈現(xiàn)平穩(wěn)增長態(tài)勢,近20 年的文獻發(fā)表總數(shù)為1 037篇,總被引頻次達到18 352 次,去除自引的引用頻次,為16 281 次,每篇文章平均被引次數(shù)為17.7次,h 指數(shù)(在一定期間內所發(fā)表的論文中,至少有n 篇的被引頻次不低于n 次) 為60。
就CNKI 數(shù)據(jù)庫而言,2000 年~2020 年期間羊肚菌研究領域的發(fā)文數(shù)量分為緩慢增長、波動增長、快速增長3 個階段。2006 年以前的年均發(fā)文量在49篇以下,增長緩慢;2007 年~2015 年,該領域年發(fā)文量為54 篇~83 篇,發(fā)文數(shù)量呈波動增長。2016年~2020 年期間出現(xiàn)大量研究性文獻,學者們從栽培技術、抗氧化活性、結構表征、羊肚菌子實體轉錄組測序及解析、菌絲體培養(yǎng)等角度進行了詳細論述,該領域研究進入快速增長階段。尤其近三年的年均發(fā)文量超過135 篇,這與食用菌產業(yè)的發(fā)展壯大以及健康中國、脫貧攻堅、鄉(xiāng)村振興等國家政策的實施密不可分。
2.2.1 WoS 作者發(fā)文分析
WoS 核心合集中設置每個作者最少發(fā)文量為5篇,3 130 位作者中有24 位作者滿足閾值。利用VOSviewer 作者合作網(wǎng)絡分析(Co-authorship) 功能對所有發(fā)文作者進行分析,使用Total link Strength指標計算聯(lián)系強度,建立合作網(wǎng)絡圖。圖中節(jié)點大小反映了作者的出現(xiàn)頻次,節(jié)點之間的連線代表作者之間的合作關系,與某一節(jié)點的連線越多,該節(jié)點的圓圈越大,詳見圖2。
圖2 WoS 核心合集中作者發(fā)文合作網(wǎng)絡Fig.2 Network of author publishing cooperation in WoS Core Collection
由圖2 可知,羊肚菌研究領域共形成23 個合作網(wǎng)絡,形成了多個學術合作團隊,如:邊銀丙、蔡英麗、劉偉和何培新組成的學術團隊,O’donnellKerry、Taskin Hatira 和Buyukalaca Saadet 等學者組成的學術團隊。另一方面,各個國家(地區(qū)) 的研究機構和團隊已基本成熟穩(wěn)定,團隊內部學者的聯(lián)系較緊密,但團隊之間合作交流相對較弱,部分團隊研究活動較為獨立。按照總聯(lián)系強度進行排名,位居前三的作者分別為蔡英麗(24)、劉偉(24) 和O’donnell Kerry(21);3 位作者的發(fā)文量排名也位居前三,分別為O’donnell Kerry(13 篇)、蔡英麗(11 篇)、劉偉(11 篇),而且3 位作者發(fā)表文獻的平均被引頻次相對較高,依次為O’donnell Kerry(418 次)、蔡英麗(104 次) 和劉偉(104 次),學術貢獻較大,說明這些作者的文獻傳播較廣。
2.2.2 CNKI 作者發(fā)文分析
利用VOSviewer 中Co-authorship 對CNKI 數(shù)據(jù)庫中的發(fā)文作者進行聚類分析,設置每位作者的最低總發(fā)文量為7 篇,2 812 位作者中有66 位滿足閾值,建立合作網(wǎng)絡,不同的聚類用不同的顏色表示,詳見圖3。
圖3 CNKI 數(shù)據(jù)庫作者發(fā)文合作網(wǎng)絡Fig.3 CNKI author published cooperative network
如圖3 所示,作者在閾值范圍內共聚為23 類。其中,劉偉是2000 年以來發(fā)文量最多的學者(49篇),超過20 篇的作者還有蔡英麗(29 篇)、邊銀丙(28 篇)、彭衛(wèi)紅(27 篇)、趙琪(25 篇)、甘炳成(23 篇)。這些學者通過長年累月研究已形成多個聯(lián)系強度、學術水平較高的團體。如唐杰、彭衛(wèi)紅、譚昊、謝麗源學術團隊,劉偉、張亞學術團隊以及趙琪、李榮春、程遠輝學術團隊。
2.2.3 2 個數(shù)據(jù)庫的對比分析
通過比較WoS 和CNKI 數(shù)據(jù)庫的主要作者發(fā)文量發(fā)現(xiàn),華中農業(yè)大學的劉偉(Liu Wei)、蔡英麗(Cai Yingli)、邊銀丙(Bian Yinbing),鄭州輕工業(yè)大學的何培新(He Peixin),云南省農業(yè)科學院的趙琪(Zhao Qi),5 位作者均在發(fā)文量排名前十的作者序列中。此外,Du Xihui(杜習慧) 在WoS 數(shù)據(jù)庫的發(fā)文量也相對較多。這些學者組成了羊肚菌研究領域的主力軍,為該領域的科學研究和產業(yè)發(fā)展作出了重要貢獻。
2.3.1 WoS 高被引頻次的文章分析
文獻的被引頻次高反映了相關領域所關注的研究熱點,2000 年~2020 年WoS 中被引頻次排名前十的文獻詳見表1。
由表1 可知,近二十年來總被引頻次最高的是Mau JL[7]于2004 年發(fā)表在《Food Chemistry》期刊的“Antioxidant properties of methanolic extracts from Gri-fola frondosa, Morchella esculenta and Termitomyces albuminosus mycelia”一文,被引頻次高達204 次;文章詳細闡述了羊肚菌菌絲體甲醇提取物中的主要抗氧化活性成分,受到了學術界的廣泛關注。被引頻次排名前五的文章主要集中在2004 年至2011 年,這期間的研究熱點除了羊肚菌營養(yǎng)成分和功能活性外,對其系統(tǒng)發(fā)育分析也開始受到關注。例如O’Donnell Kerry 于2011 年發(fā)表在《Fungal Genetics and Biology》期刊的“Phylogeny and historical biogeography of true morels (Morchella) reveals an early Cretaceous origin and high continental endemism and provincialism in the Holarctic”一文,構建了羊肚菌科177個成員的4 個基因數(shù)據(jù)庫,并闡述了其起源以及進化多樣性[11]。杜習慧等通過分析2003 年~2011 年中國21 個省份361 份羊肚菌的核糖體內轉錄間隔區(qū)(ITS)rDNA 序列,對中國羊肚菌的系統(tǒng)發(fā)育多樣性進行了初步分析[16]。
表1 WoS 核心合集中高被引頻次的文章分析Tab.1 Analysis of articles with high cited frequency in WoS Core Collection
2.3.2 CNKI 高被引頻次的文章分析
CNKI 數(shù)據(jù)庫中被引頻次排名前十的文獻見表2。
由表2 可知,杜習慧等[17]于2014 年發(fā)表在《菌物學報》的“羊肚菌的多樣性、演化歷史及栽培研究進展”一文被引頻次最高,達161 次;文章從羊肚菌屬的分類研究、物種多樣性、物種分布與生態(tài)多樣性、演化歷史、人工栽培等方面對羊肚菌的研究成果進行了綜述。其次是朱斗錫[18]于2008 年發(fā)表在《中國食用菌》 的“羊肚菌人工栽培研究進展”(98 次) 一文,對野生羊肚菌資源分布、主要產地、生物學特性、生態(tài)特征、生長條件以及市場狀況進行了全面的概述,闡明了羊肚菌的重要作用和發(fā)展前景。其余作者也都從羊肚菌免疫調節(jié)作用、多糖的分離純化及組成結構分析、人工栽培技術、胞外多糖抗腫瘤等方面進行了研究,為推進羊肚菌人工栽培、探索其營養(yǎng)及功能活性物質等研究作出了積極貢獻。
表2 CNKI 數(shù)據(jù)庫中高被引頻次的文章分析Tab.2 Analysis of articles with high cited frequency in CNKI database
2.4.1 WoS 期刊共被引分析
期刊共被引是指在一篇施引文獻中同時引用2種或者2 種以上的期刊,通常反映出期刊之間的關系和知識庫的分布[27]。通過篩選得到羊肚菌相關發(fā)文量大于7 篇的期刊見表3。
表3 期刊共被引分析Tab.3 Journal co-citation analysis
由表3 可知,期 刊《Mycologia》《International Journal of Medicinal Mushrooms》《Advances in Mathematics》對羊肚菌的研究報道文獻數(shù)量較多,這些頂尖的學術期刊對羊肚菌的研究具有極其重要的推進作用。
2.4.2 CNKI 期刊發(fā)文量分析
以羊肚菌相關文獻的發(fā)文量為指標,對CNKI數(shù)據(jù)庫中的期刊進行分析,結果見圖4。
由圖4 可知,2000 年~2014 年,期刊中羊肚菌相關發(fā)文量的增長趨勢相對緩慢;2014 年~2020 年,羊肚菌相關發(fā)文量進入快速增長階段,其中《中國食用菌》和《食藥用菌》的增長幅度較大。另一方面,CNKI 數(shù)據(jù)庫中關于羊肚菌的文獻主要來自《中國食用菌》(121 篇),占CNKI 數(shù)據(jù)庫中所有羊肚菌相關文獻總期刊發(fā)文量的14.29%,其次是《食用菌》(84 篇),占總期刊發(fā)文量的10.43%。
圖4 CNKI 核心合集中發(fā)文量排名前7 的期刊Fig. 4 The top seven journals of publication numbers in CNKI Core Collection
通過檢索分析發(fā)現(xiàn),發(fā)表羊肚菌研究文獻超過20 篇(包含20 篇) 的刊物主要來自13 個不同的國家,利用VOSviewer 軟件對國家之間羊肚菌研究的合作網(wǎng)絡進行分析,節(jié)點的大小和顏色深淺分別表示出版物的數(shù)量和節(jié)點所屬的集群,連接的粗細代表協(xié)作的強度,線條越粗表示國家之間的合作越強,見圖5。
由圖5 可知,這13 個國家中7 個位于歐洲,4個位于亞洲,2 個位于北美洲。若只考慮最大的子網(wǎng)絡,合作網(wǎng)絡分為美國、法國、德國、中國4 個主要集群,且國家之間的合作較為緊密。
圖5 WoS 核心合集中羊肚菌研究領域國家之間研究合作網(wǎng)絡圖譜Fig.5 Map of research cooperation network between countries in the field of Morchella research in WoS Core Collection
2.6.1 WoS 機構發(fā)文分析
通過分析發(fā)文機構可了解各科研機構在該領域的學術水平、權威程度以及研究水平的差異性。對WoS 核心合集中羊肚菌相關文獻發(fā)表排名前10 的研究機構進行統(tǒng)計,結果見表4。
由表4 可知,F(xiàn)rench National Centre for Scientific Research(法國國家科學研究中心) 關于羊肚菌的研究文獻發(fā)文量(共55 篇) 及總被引頻次(2 261 次) 均居世界第一;University of California System(美國加州大學系統(tǒng)) 排名第二,發(fā)文量為31 篇;United States Department of Agriculture (美國農業(yè)部) 位列第三,發(fā)文量為29 篇。排名前十的中國發(fā)文機構包括中國科學院、華中農業(yè)大學、中國科學院昆明植物研究所等,這些機構在全球羊肚菌研究領域的發(fā)文量和h 指數(shù)都較高,科研實力雄厚。
表4 SCI 核心合集的研究機構(前十)Tab.4 SCI Core Collection research Institutions (top 10)
2.6.2 CNKI 機構發(fā)文分析
對CNKI 數(shù)據(jù)庫中文獻發(fā)表排名前10 的研究機構進行統(tǒng)計分析,結果見圖6。
如圖6 所示,在CNKI 數(shù)據(jù)庫中,四川省農業(yè)科學院土壤肥料研究所是近二十年來發(fā)文量最多的研究機構,其次是華中農業(yè)大學和中華全國供銷合作總社昆明食用菌研究所。四川省農業(yè)科學院土壤肥料研究所主要圍繞食用菌育種、栽培及分子生物學等進行系統(tǒng)研究,首次馴化梯棱羊肚菌、六妹羊肚菌、七妹羊肚菌、紫褐羊肚菌等品種,建立了豐富的人工栽培羊肚菌種質資源庫[28]。同時,該機構在國內率先實現(xiàn)了羊肚菌的大田商業(yè)化栽培,通過創(chuàng)新外源營養(yǎng)供給方式,形成了羊肚菌人工高效栽培技術體系。中國科學院昆明植物研究所和云南省農業(yè)科學院生物技術與種質資源研究所先后對羊肚菌交配基因進行了深入研究。證實了梯棱羊肚菌、六妹羊肚菌和七妹羊肚菌等14 個黑色羊肚菌物種的有性繁殖方式為異宗配合,找到了生產實踐中栽培羊肚菌時無法出菇的遺傳學原因,為羊肚菌栽培的高產、穩(wěn)產提供了指導[29]。這些機構的學者在羊肚菌研究領域比較活躍,是該領域的研究主力軍,與前文2.2.2 中對作者的分析結果(圖3) 相吻合。
圖6 CNKI 機構發(fā)文量Fig.6 Amount of publications issued by CNKI institutions
2.7.1 關鍵詞的共現(xiàn)分析
利用VOSviewer 對羊肚菌研究的關鍵詞進行可視化圖譜分析,以關鍵詞為圖譜節(jié)點生成關鍵詞共現(xiàn)圖譜。在英文文獻中取頻次≥4 的關鍵詞,在中文文獻中取頻次≥7 的關鍵詞,將符合條件的關鍵詞作為高頻關鍵詞作為節(jié)點生成圖譜。WoS 核心合集英文文獻關鍵詞共現(xiàn)圖譜見圖7,CNKI 數(shù)據(jù)庫中文文獻關鍵詞共現(xiàn)圖譜見圖8。
由圖7 和圖8 可知,英文文獻中頻次排名較高的關鍵詞包括management(40 次)、mushrooms(43次)、diversity(43 次)、Morchella(54 次)、morel(40 次)、true morels Morchella(37 次)、Morchella esculenta(39 次)、growth(39 次) 等。中文文獻中頻次排名較高的關鍵詞有栽培技術(84 次)、人工栽培(83 次)、多糖(59 次)、子實體(59 次)、菌絲體(54 次)、尖頂羊肚菌(40 次)。可見,國內外學者的研究內容主要涉及羊肚菌栽培管理(包括菌種、營養(yǎng)包用量、播種方式、覆膜種類、揭膜時間、播種后給水量、催菇時間和方法、如何控制原基數(shù)量、幼菇、不同栽培條件下生理病害如何預防和成品菇管理)、羊肚菌的品種多樣性、栽培技術等方面,而涉及羊肚菌發(fā)揮生物活性作用機制的研究則相對較少,可以考慮深入從分子生物學水平進行研究,以期為功能活性評價和臨床藥物研發(fā)提供理論依據(jù)。
圖7 WoS 核心合集的關鍵詞共現(xiàn)圖譜圖Fig.7 Keyword co-occurrence map in WoS Core Collection
圖8 CNKI 數(shù)據(jù)庫的關鍵詞共現(xiàn)圖Fig.8 Keyword co-occurrence map in CNKI database
2.7.2 研究熱點演化趨勢分析
按照時間軸線對涉及羊肚菌的高頻關鍵詞首次出現(xiàn)年份進行分析,并在高頻關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡圖譜基礎上繪制高頻關鍵詞共現(xiàn)時區(qū)圖,以進一步分析研究熱點演化趨勢。WoS 核心合集羊肚菌研究熱點演化趨勢見圖9,
圖9 WoS 核心合集中羊肚菌相關研究熱點演化趨勢圖Fig.9 Evolution trend of morels related research hotspots in WoS Core Collection
NCKI 數(shù)據(jù)庫羊肚菌研究熱點演化趨勢見圖10。
圖10 CNKI 中羊肚菌相關研究熱點演化趨勢圖Fig.10 Evolution trend of morels related research hotspots in CNKI
由圖9 和10 可知,在羊肚菌研究的探索期(2000 年~2006 年),國外學者重點關注羊肚菌子實體相關的生長模式、羊肚菌的生長多樣性、活性物質的提取,核心關鍵詞包括fruiting body、growth、extract 等;國內學者重點關注羊肚菌中基礎成分的相關研究,核心關鍵詞包括營養(yǎng)成分、多糖、維生素、氨基酸等。在發(fā)展期(2007 年~2020 年),國內外相關研究的廣度和深度逐漸增加,呈現(xiàn)多樣化發(fā)展;國內研究既包括以人工栽培、產業(yè)化、大田栽培模式等為核心關鍵詞的宏觀層面的研究,又包括有關以液體發(fā)酵為關鍵詞的微觀層面的研究;國外既涉及以management 等為關鍵詞的相關研究,又涉及以antioxidant activity 等為核心關鍵詞的研究。
從關鍵詞演變來看,國內關于羊肚菌的栽培一直是研究熱點。近年來大力發(fā)展的羊肚菌規(guī)?;a技術,主要集中在液體菌種發(fā)酵和規(guī)?;耘?個方面。液體發(fā)酵主要是為了培養(yǎng)羊肚菌菌絲體及制作液體菌種,使其在短期內獲得大量菌絲體,從中提取各類功能性、營養(yǎng)性成分,并研制高附加值的食品、藥品、保健品等。規(guī)模化栽培是以獲取羊肚菌子實體為目的,大幅度提高羊肚菌的年產量,使其生產不受氣候、環(huán)境的條件限制。我國羊肚菌的栽培方式從仿野生促繁栽培到圓葉楊菌材栽培,最終發(fā)展為目前的大田覆土栽培[30]。羊肚菌中的高產菌株篩選也是國內外研究的熱點。目前羊肚菌新菌株的篩選方法主要有原生質體融合、紫外誘變等,但距離規(guī)?;a應用尚有較大距離。何培新等[31]利用聚乙二醇(PEG) 介導梯棱羊肚菌和六妹羊肚菌的原生質體融合,融合率為0.82%,獲得了16 個再生菌株。李樹文等[32]篩選羊肚菌耐鹽堿菌株,探索羊肚菌栽培對鹽堿地的可持續(xù)發(fā)展作用。在實現(xiàn)商業(yè)化栽培的過程中,羊肚菌的育種工作也逐漸成為學者們的研究熱點,目前關于羊肚菌的育種主要還是利用多孢雜交和系統(tǒng)選育的方法;但子囊孢子萌發(fā)率低,不同交配型子囊孢子的雜交親和性低,因此羊肚菌的育種有待學者們進一步發(fā)掘遺傳標記,建立新的育種方法。
通過以1 037 篇WoS 文獻和1 837 篇CNKI 文獻作為樣本,采用文獻計量學方法系統(tǒng)梳理了國內外有關羊肚菌研究的發(fā)文量、作者機構分布、高被引頻次論文、期刊發(fā)文量及共被引分析、國家發(fā)文量及國家間合作關系、關鍵詞共現(xiàn)及演化趨勢等。羊肚菌研究成果自2000 年以來不斷增加,刊文量較多的期刊有《Mycologia》《lnternational Journal of Medicinal Mushrooms》《Advances in Mathematics》等。國內研究熱點主要聚焦于羊肚菌的人工栽培、營養(yǎng)成分、產業(yè)化、大田栽培模式等方面;國外研究熱點則聚焦于羊肚菌子實體、生長情況、成分提取、栽培管理及抗氧化活性方面??傊?,羊肚菌具有營養(yǎng)價值豐富、藥理活性多樣等優(yōu)勢,未來不僅可以借助分子生物學方法深入探析羊肚菌發(fā)揮生物活性的作用機制,同時還可以在發(fā)展初級加工產品的基礎上開發(fā)食品、保健品和藥品等高端產品,促進羊肚菌產業(yè)發(fā)展,助力鄉(xiāng)村振興。