基于CiteSpace的植物根系分泌物研究现状和趋势

doi:10.11686/cyxb2021071

摘要/Abstract

摘要：

根系分泌物是植物与土壤之间物质交换和信息传递的重要载体。为深入了解植物根系分泌物研究的现状和发展趋势，本研究采用Web of Science核心合集数据库中1998-2020年间有关植物根系分泌物研究的相关文献4047篇，基于CiteSpace软件进行可视化文献计量学分析。结果表明：1）有关植物根系分泌物的发文量、篇均被引次数呈典型线性增长；2）中国、美国、德国、日本、澳大利亚和法国等是发文量居前的国家；3）中国科学院、南京农业大学、西班牙国家研究委员会、西澳大学等机构在发文总量、被引次数等方面优势明显。有关植物根系分泌物的研究涉及植物科学、土壤科学、农学、环境科学、微生物学和生态学等领域，最具代表性的是荷兰期刊《Plant and Soil》，发表文章最多（256篇），h指数最高；4）植物根系分泌物的研究主要集中在根际、植物、土壤、有机酸、化感作用等方面。根据植物根系分泌物的研究现状，提出深入系统地研究根系分泌物介导下植物-土壤-微生物相互作用的方式与机理，揭示土壤微生态系统功能，定向调控植物根际生物学过程是近年来新兴的研究热点。

关键词: 可视化, 协作网络, 共现分析, 突发检测

Abstract:

Root exudates are important carriers for substrate and metabolite exchange and information transmission between plants and soil. This study accessed a total of 4047 publications on root exudates in the core journals whose contents were included in Web of Science from 1998 to 2020， and used CiteSpace software to identify research themes and topics of current interest. It was found that： 1） The total publications and average citations per paper of the surveyed research showed a linear increase with time； 2） Institutions from the USA and China were the most active in this field， followed by Germany， Japan， Australia and France， occupied the most dominant positions； 3） Chinese Academy of Sciences， Nanjing Agricultural University， CSIC， and University of Western Australia are obvious leaders in terms of the total number of publications and average citations per research paper. Plant Sciences， Soil Sciences， Agronomy， Environmental Sciences， Microbiology and Ecology were the most frequently used subject categories. The Netherlands journal Plant and Soil is a clear leader in the total number of publications （256） and h-index， and thus very influential in academia； 4） Plant root exudates research was most often linked with keywords “rhizosphere”， “plant”， “soil”， “organic acid”， and “allelopathy”. Finally， based on current research， we infer that future research will move towards a focus on plant-soil-microbe interactions and mechanisms mediated by root exudates， and this will have important implications for elucidating the dynamics of rhizosphere microecology and for providing practical guidelines for plant culture and crop husbandry.

Key words: visualization, cooperation network, co-occurrence analysis, burst detection

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图/表 11

图1 1998-2020年植物根系分泌物发文量时间序列变化

Fig.1 Temporal trends of the number of articles from 1998 to 2020

图2 1998-2020年植物根系分泌物发文量与篇均被引次数的曲线拟合

Fig.2 The curve fitting of number of articles and average citation per paper from 1998 to 2020

图3 1998-2020年文献发表量前6的国家发文趋势

Fig.3 Tendency of publishing papers per year of top 6 productive countries from 1998 to 2020

图4 植物根系分泌物研究的国家知识图谱PEOPLES R CHINA：中国； USA：美国； GERMANY：德国； JAPAN：日本； AUSTRALIA：澳大利亚； FRANCE：法国； ENGLAND：英国； SPAIN：西班牙； ITALY：意大利； INDIA：印度； CANADA：加拿大； BRAZIL：巴西； NETHERLANDS：荷兰； SWITZERLAND：瑞士； RUSSIA：俄罗斯； SCOTLAND：苏格兰； SOUTH KOREA：韩国； AUSTRIA：奥地利； ARGENTINA：阿根廷； SWEDEN：瑞典； PAKISTAN：巴基斯坦； BELGIUM：比利时； DENMARK：丹麦； CZECH REPUBLIC：捷克； MEXICO：墨西哥； POLAND：波兰； ISRAEL：以色列； IRAN：伊朗；WALES：威尔士.

Fig.4 Visualization knowledge map of countries of plant root exudates

表1 1998-2020年文献发表量前10的机构

Table 1 The performance of the top 10 most productive institutions from 1998 to 2020

机构 Institution	国家 Country	文章总数 Total article	总引文次数 Total citation	篇均被引次数 Average citation	h指数 h-index	中介中心性 Centrality
中国科学院Chinese Academic of Sciences	中国China	250	5812	23.25	39	0.14
南京农业大学Nanjing Agricultural University	中国China	95	2793	29.40	30	0.02
西班牙国家研究委员会Spanish National Research Council	西班牙Spain	91	2969	32.63	29	0.12
西澳大学University of Western Australia	澳大利亚Australia	70	4208	60.11	33	0.05
浙江大学Zhejiang University	中国China	69	2650	38.41	32	0.06
科罗拉多州立大学Colorado State University	美国USA	67	7757	115.78	36	0.33
霍恩海姆大学University of Hohenheim	德国Germany	60	5033	83.88	32	0.06
中国农业大学China Agricultural University	中国China	56	1640	29.29	19	0.02
美国农业部农业研究所Agricultural Research Service of United States Department of Agriculture	美国USA	55	3142	57.13	27	0.12
哥廷根大学Gottingen University	德国Germany	54	2101	38.91	25	0.08

图5 植物根系分泌物研究的机构知识图谱Chinese Acad Sci：中国科学院； Nanjing Agr Univ：南京农业大学； CSIC：西班牙国家研究委员会； Univ Western Australia：西澳大学； Zhejiang Univ：浙江大学； Colorado State Univ：科罗拉多州立大学； Univ Hohenheim：霍恩海姆大学； China Agr Univ：中国农业大学； USDA ARS：美国农业部农业研究所； Univ Gottingen：哥廷根大学； INRA：法国国家农业科学院； Univ Chinese Acad Science：中国科学院大学； Cornell Univ：康奈尔大学； Chinese Acad Agr Sci：中国农业科学院； ARS：美国农业研究院； Wageningen Univ：瓦格宁根大学.

Fig.5 Visualization knowledge map of institutions of plant root exudates

表2 1998-2020年文献发表量前10的期刊

Table 2 The performance of the top 10 most productive journals from 1998 to 2020

期刊 Journal	国家 Country	文章总数 Total article	总引文次数 Total citation	篇均被引次数 Average citation	h指数 h index	影响因子 IF （2019）
植物和土壤Plant and Soil	荷兰Netherlands	256	17292	67.55	62	3.299
土壤生物与生物化学Soil Biology & Biochemistry	英国United Kingdom	181	9362	51.72	55	5.795
化感作用杂志Allelopathy Journal	印度India	113	908	8.04	17	1.275
新植物学家New Phytologist	英国United Kingdom	73	5368	73.53	38	8.512
科学公共图书馆PLoS One	美国USA	67	2085	31.12	24	2.740
植物科学前沿Frontiers in Plant Science	瑞士Switzerland	62	1047	16.89	16	4.402
化学生态学杂志Journal of Chemical Ecology	美国USA	51	2231	43.75	27	2.117
微生物学前沿Frontiers in Microbiology	瑞士Switzerland	47	921	19.60	16	4.236
应用环境微生物学Applied and Environmental Microbiology	美国USA	45	2641	58.69	29	4.016
分子植物-微生物相互作用 Molecular Plant-Microbe Interactions	美国USA	45	3005	66.78	25	3.696

图6 1998-2020年文献发表量前6的学科类别年发表论文量和年总引用量

Fig.6 Tendency of publishing articles per year and total citations per year of top 6 subject categories from 1998 to 2020

表3 1998-2020年排名前10的高频关键词及集群表现

Table 3 The performance of the top 10 high-frequency key words and clusters from 1998 to 2020

排序Rank	关键词Key words	总数Count	中介中心性Centrality	群集编号Cluster ID	大小Size	轮廓值Silhouette
1	根系分泌物Root exudate	1121	0.01	#0	51	0.910
2	根际Rhizosphere	1013	0.04	#1	49	0.845
3	植物Plant	692	0.03	#2	40	0.893
4	土壤Soil	605	0	#3	40	0.839
5	生长Growth	531	0.01	#4	39	0.940
6	根系Root	387	0.03	#5	38	0.924
7	有机酸Organic acid	316	0.27	#6	38	0.812
8	化感作用Allelopathy	305	0.25	#7	35	0.894
9	氮Nitrogen	263	0.07	#8	35	0.848
10	拟南芥Arabidopsis thaliana	241	0.14	#9	34	0.927

图7 植物根系分泌物研究的关键词共现与聚类知识图谱root exudate：根系分泌物； rhizosphere：根际； plant：植物； soil：土壤； growth：生长； root：根系； organic acid：有机酸； allelopathy：化感作用； nitrogen：氮； arabidopsis thaliana：拟南芥； identification：识别； phosphorus：磷； bacteria：细菌； gene：基因； bioma：生物； phytoremediation：植物修复； diversity：多样性； arbuscular mycorrhiza：丛枝菌根； carbon：碳； resistance：抗性； allelochemical：化感物质； germination：发芽； microbial community：微生物群落； wheat：小麦； mechanism：机制； accumulation：积累； acid：酸； #0 rhizosphere：集群0根际； #1 meloidogyne incognita：根结线虫； #2 phosphorus：磷； #3 strigolactone：独脚金内酯； #4 phytoremediation：植物修复； #5 arbuscular mycorrhizal fungi：丛枝菌根真菌； #6 salicylic acid：水杨酸； #7 autotoxicity：自毒； #8 carbon：碳； #9 allelopathy：化感作用.

Fig.7 The co-occurrence and cluster knowledge map of keywords of plant root exudates

表4 1998-2020年排名前20的关键词共现网络突现词

Table 4 The top 20 key words with the strongest citation bursts in the co-occurrence network from 1998 to 2020

关键词Key words	强度Strength	起始年Begin	终止年End
影响Impact	14.7678	2013	2018
玉米Zea mays	14.0052	2000	2008
独脚金内酯Strigolactone	13.6757	2007	2015
独脚金属Striga	13.5086	2006	2011
细菌群落Bacterial community	12.7206	2014	2020
黑麦草属Lolium	12.4001	1999	2005
运输Transport	11.9371	1999	2008
白羽扇豆Lupinus albus	11.8370	1999	2009
种子萌发Seed germination	11.7596	2007	2014
有机质Organic matter	11.1297	2015	2018
群落结构Community structure	9.8155	2014	2020
氧化应激Oxidative stress	9.4790	2015	2016
蛋白质根Proteoid root	9.3772	1999	2006
结瘤Nodulation	9.3318	1999	2002
大麦Barley	9.3235	1999	2003
土壤污染Contaminated soil	9.2443	2014	2017
酚酸Phenolic acid	9.0579	2013	2016
植物生长Plant growth	8.9138	2015	2018
重金属Heavy metal	8.6078	2016	2020
真菌Fungi	8.2168	2007	2015

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