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山西省科研机构农作物育种研究可视化分析 ——基于山西省农业科学院2000—2017年数据的统计

更新时间:2009-03-28

育种主要是指通过创造遗传变异、改良遗传特性,以培育优良动植物新品种的技术。特定的育种目标要综合考虑当地品种的现状、育种基础、自然环境、耕作制度、栽培水平、经济条件等因素,并随生产的发展不断加以调整[1]。中国目前有科研单位选育、企业选育、产学研联合选育三种育种方式[2]。科研单位受传统育种方式的影响,与市场的紧密程度应该低一些,作为科研单位,山西省农业科学院(以下简称山西省农科院)在育种领域也取得了一定的成就,尤其是玉米、大豆、谷子、棉花、高粱等作物[3]。现以山西省农科院发表的育种相关期刊进行文献计量学研究,定量地分析山西省农科院近些年的育种研究进展,为山西省农科院今后此方面的研究提出建议。

一、数据来源

全面收集相关专利、论文是文献计量分析研究基本的前提,笔者以期刊论文为基础,数据来源为中国知网(CNKI),因为该数据库是收录中文文献数量最多、覆盖面最全的中文数据库[4]。笔者选取主题词“育种or品种改良or品种培育or选育”,以“山西省农业科学院or山西省农科院or山西农业科学院or山西农科院”为发表单位对期刊文献进行主题检索,检索时间跨度为2010年至2017年,检索时间为2018年1月5日,共检索期刊论文文献1 174篇,其中284篇为核心期刊文献,占24.19%。

二、研究方法

该研究采用引文网络分析可视化工具CiteSpace绘制科学知识图谱,以可视化文献综述研究方法对山西省农科院学者发表的育种相关文献进行分析,展示研究主题的发展与变化并分析这些变化的产生原因。本文主要通过作者合作网络、机构合作网络、关键词共现网络对育种研究进行可视化分析,展现山西省农科院的育种研究之间的关系。在CiteSpace绘制的知识图谱中,节点半径的大小在作者合作网络、机构合作网络中表示其发文量的多少,在关键词共现网络中表示关键词的出现频次;节点间的连线表示存在合作或者共现关系;节点的颜色表示不同年份[5]

三、育种的可视化分析

(一)作者合作可视化分析

通过构建作者合作网络,可以更加形象地展示山西省农科院育种研究过程中的关键人物和线路。400名育种发文作者间有连线946条,形成了以唐朝晖、任永康、王长彪等为关键节点和以畅志坚、乔麟轶等为关键节点和以张福耀等为关键节点的三大核心网络(图2)。同时,以闫世江-张继宁-刘洁、卫云宗-刘新月-裴磊、樊智翔-马海林-米小红-安伟-王计虎、柴永峰-赵志勇-孙来虎-李秀绒、刘学义-马俊奎-任小俊、郭鹏燕-王彩萍-郭兆萍-侯小峰、李世平-安林利-韩东翠等为节点的分散新型网络组团正不断扩大(图3),基本上形成了三大核心与多组团的分散网络格局。

图2是山西省农科院育种研究较大的的子网络,张福耀、唐朝晖、畅志坚等都有较高的发文量,尤以张福耀最多,且网络发文时间早于其他团队,同时分别以这些作者为中心形成了小团体网络,图3更加明显。图2和图3是典型的团队研究模式,科研成果主要依赖团队内部合作,团队相互之间合作程度较低,除个别的如张定一、唐朝晖、姬虎太等科研人员同时参与多个团队研究。

  

图1 CiteSpace运行结果

(二)机构合作可视化分析

通过关键词运行结果(图5),可以看出:山西省农科院的农业科研主要集中于玉米、小麦、高粱、谷子、棉花、大豆等作物,尤以玉米、小麦为重点,围绕其种质资源、遗传多样性、选育展开研究,这也是由山西省省情决定的。据数据显示[7],玉米、小麦是山西省种植面积最大的农作物,2015年分别占山西省农作物播种面积的44.51%、17.92%,大于其他农作物播种面积总和。通过对CNKI数据检索(表2)进一步验证聚类结果。

四、结果与分析

(一)育种研究学科分布

  

图2 CiteSpace论文作者合作网络核心网络

  

图3 CiteSpace论文作者合作网络分散网络

  

图4 育种论文机构合作可视化图

通过对山西省农科院育种文献进行学科分布的统计分析,可以整体上把握研究文献的学科分布。同时对核心文献进行统计分析,了解其研究内容的广度和深度,整体上把握学科发展情况。

2 种质资源创新

 

表1 “育种”CNKI文献检索量 (按照学科分类)

  

学科 全部文献 核心文献 学科 全部文献 核心文献农作物 1 060 229 植物保护 17 6园艺 228 80 农业基础科学 6 0农业经济 39 5 生物学 5 0农艺学 33 7 林业 4 0畜牧与动物医学 17 4

(二)育种作物种类分布

发文机构的统计可以在一定程度上说明机构的科研实力,机构之间的合作可以看出知识的流动。从山西省农科院的发文机构CiteSpace可视化科学图谱(图4)可以看出各个机构之间的发文数量以及合作情况。图4显示山西省农科院发文10篇以上的机构撰写育种文献的情况。山西省农科院小麦研究所、山西省农科院玉米研究所、山西省农科院高粱研究所、山西省农科院棉花研究所、山西省农科院蔬菜研究所、山西省农科院作物研究所等位于网络连线的主要通道上,其中小麦所、作物所节点颜色较深且节点较大,表明这两个机构发表论文较早且论文发文量相对较多,是育种研究的主力军。节点之间的连线表明两个机构之间的合作关系,由图5可以大致看出,节点较大的机构之间合作关系比较少或者合作强度较弱,例如小麦所与玉米所之间、棉花所与高粱所之间基本没有合作关系,棉花所与玉米所有合作但强度仅为3;节点较小的机构与节点较大的机构之间合作比较多,例如山西农业大学农学院与作物所、高粱所、小麦所等均有对应合作,且合作强度较大。相比内部机构之间的合作,山西省农科院与机构外部合作较多,这也意味着内部资源合作程度低、资源共享程度较低。这就要求山西省农科院应该合理安排科研项目并鼓励科研人员展开合作,打破所与所之间的壁垒,达到资源利用最大化。

(三)育种研究现状分析

15个聚类结果中9个结果包含“抗性”相关字样,经检索,山西省农科院共发表71篇文献,其中包含53篇农作物相关文献,44篇核心期刊,共有28篇文献研究小麦、玉米、大豆等抗性育种。随着现代生物技术的不断发展,克隆技术、分子标记、QTL分子定位、分子生物技术的应用,作物的抗旱性能会在实验中随着而提升,从而达到预期的效果,从而满足农业生产的需求,提高作物产量[8]。例如,2003年山西省农科院作物遗传所选育的晋太170小麦新品种,是山西省范围内首个可以跨两个生态区的审定品种,集优质、高产、多抗于一体[9]。结合山西省《山西省人民政府关于加快有机旱作农业发展的实施意见》[10],山西省要坚持走有机旱作农业的路子,完善有机旱作农业体系,山西省农科院也于今年申报相关课题多项,所以抗旱育种、有机农业会是未来一段时间内的研究重点之一。

1 作物抗性育种

通过聚类结果及其主要关键词追溯研究,笔者总结出山西省农业科研机构的研究热点,具体可以分为以下三方面。

  

图5 CiteSpace关键词运行结果

  

图6 山西省农科院育种文献聚类分析结果

 

表2 山西省农科院关于作物育种研究的文献检索

  

名称 小麦 玉米 谷子 高粱 棉花 薯类 胡麻 瓜类 筱麦 油菜 大豆 蔬菜检索文献 272 275 85 101 84 25 11 14 17 12 81 34核心文献 44 60 14 23 34 2 3 3 4 2 11 10

 

表3 聚类结果及其主要关键词

  

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总之,管世铭以组诗的形式将乾隆时期的重大战事描述出来,谴责了叛逆者无端叛乱的行为,歌颂了统治者的英明及将士的勇猛无畏,表达了渴盼社会安定、国家和平的愿望。

山西省农科院研究育种的文献经过CiteSpace分析,得到15个大的聚类结果(图6),通过对聚类结果及其主要关键词(表3)对所有文献进行分析,总结近几年山西省科研单位育种研究热点。

根据CNKI检索结果对研究学科进行分析,可以看出山西省农科院的育种研究主要集中于农作物、园艺、农业经济、农艺学、畜牧与动物医学、植物保护等学科,尤以农作物研究最多,至今为止共发表1 060篇文献,其中包含229篇核心文献,反映了山西省农科院在农作物育种方面的优势。经过检索,山西省农科院最早研究育种且发表论文,为1964年《特早熟棉花新品种“晋中200号”的选育》[6],是山西省最早研究育种机构之一,山西农业大学于1980年左右才正式发表相关育种文献。

农作物种质资源是作物品种遗传改良的重要物质基础,一个国家种质资源研究水平是其育种核心竞争力的体现[11]。不同的生态类型需要有不同的品种与之适应,而各地区生态环境的差异又会形成不同生态类型间品种性状上的差异[12]。利用品种资源库中的优良种质资源和优异的外引品种进行杂交、复合交,可以改良其品种遗传组成,从而提高其品质,选育出适宜本地生态环境的新种质资源类型。从2001年开始,种质资源研究的重点由大量收集、鉴定和保存转向重点收集、创新、利用和繁殖更新,加大资源利用力度,促进作物育种步伐[13]。“十一五”期间,山西省农科院引进草莓种质资源160余份,并配置杂交组合28个,筛选出优良单系8个;2014年,乔治军团队共培育出32个黍稷新品种;2017年,常玉卉团队共筛选出“晋五/Hc356·Sc499”“24517”等12份长胚轴和极长胚轴高粱种质资源。

观察组并发症发生率(6.00%)明显低于对照组(20.00%),差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

3 育种技术

金星小区是个没有物业管理的老小区。最近几个月,小区内接连发生了数起入室盗窃案,社区民警老王建议小区聘请物业公司进驻,以加强小区管理。

育种方法主要包含杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种、细胞工程育种、基因工程育种、分子标记辅助育种、生物育种等。通过CiteSpace分析结果可以看出,分子标记辅助育种、纯系育种、杂交育种是山西省农科院近年来研究最多的三种育种方法。例如卫云宗[14]团队采用系谱远缘杂交育种法,通过生态选择、异地鉴定、分子标记辅助育种等手段选育而成小麦新品种晋麦97号。山西省农科院论文中谈到分子标记技术最早是在1994年,即第二代分子标记技术兴起的时间;分子标记辅助育种最早出现于1998年章彦的论文《与大豆孢囊线虫病抗性相关的RAPD标记》中,该研究为进一步利用分子标记辅助培育提供手段;段永红、张福耀团队[15]选用SRAP标记分析高粱抗旱品种间的基因组差异,并能够在实验室内选择鉴定抗病植株,实现真正意义上的分子标记辅助育种。

五、结束语

研究以中国知网收录的文献为基础,可视化分析了山西省农科院育种研究领域的作者合作、机构合作情况,并从关键词聚类结果分析研究重点与趋势,结果显示:抗旱育种、种质资源创新以及分子标记辅助育种是育种研究下一步重要科研方向。

Corpora could be categorized along different dimensions of designation.Based on the sorting systemof Hunston(2002),Bonelli(2010)and McEnery et al(2006),corporacould begenerally classified in terms of range of data coverage,feature of time scope as well as language model involved.

一是企业的内部机构设置、岗位职责、业务流程等规定不明确,各岗位权利与责任界定不清,货币资金相关业务发生时,无章可循,执行起来更加难以控制。二是未建立良好的内部控制企业文化,企业领导不重视内部控制建设,企业人员对内部控制认识不足,缺少风险意识,没有形成共同维护良好内部控制环境的氛围。三是未制定和实施有利于企业可持续发展的人力资源政策,缺乏对企业人员的培训,企业人员风险意识薄弱,在处理资金相关业务时,以主观意识为主,忽视风险,忽略控制制度的规定。

参考文献

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[2]周华强,王永志,殷明郁,等.中国农业品种供给侧结构性改革的主要问题和思路[J].中国软科学.2017(11):18-27.

[3]山西省科技基础条件平台——农业科技数据[EB/OL].http://www.sxagri.ac.cn/167/sxzj.htm.2018-01-29.

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[6]王道均,薛志祥.特早熟棉花新品种“晋中200号”的选育[J].山西农业科学,1964(2):39-40.

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[8]高瑞红,刘玉红,徐嘉.玉米浅抗旱育种的策略研究[J].农技服务,2016,13(33):60.

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[12]武新艳,张振晓,张小虎.山西中部大豆种质资源的创新与利用[J].农业科技通讯,2017(5):149-151.

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[14]刘新月,裴磊,卫云宗,等.抗旱优质高产小麦新品种晋麦97号选育及其特征分析 [J].分子植物育种,2016,14(2):482-488.

[15]段永红,张旭,崔福柱,等.高粱丝黑穗病抗性基因SRAP标记的初步分析[J].华北农学报,2017,32(S1):12-16.

 
何燕,王引斌,樊晓璐
《农业网络信息》 2018年第06期
《农业网络信息》2018年第06期文献

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