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user: 3. 结果与讨论 3.1. 发文量及年度变化趋势 文献的发文量是衡量某研究领域的发展速度、程度和科研结果的重要指标 [ 21 ]。为了科学认识金属转运蛋白国内外研究现状，本文将Wob of Science数据库中的相关文献2008~2020年间按照年度发文量进行统计。由图1可知，自2008年以后关于植物金属转运基因的文献数量呈现不断上升趋势，尤其在2020年文献数量达到351篇。特别注意的是从2014年开始发文量呈快速增长态势，主要原因在于全球对植物修复技术和污染对策育种的兴起使植物积累和耐受重金属的分子机制逐渐开始重视 [ 22 ]。其他国家发文量相比中国较少，且中国的相关文献发文量逐年递增，这说明了金属转运蛋白已经引起中国学者广泛的关注，同时也反应重金属污染问题在中国较为严重。 图1. 2008~2021年植物重金属转运蛋白年度发文量 3.2. 重要期刊来源 通过对研究领域发文量和被引频次的期刊分析，有助于科研人员准确找到该研究领域文献中SCI的核心期刊，有助于了解该研究领域的研究动向和发展状况 [ 23 ]。影响因子(Impact Factor， IF)是美国科学情报研究所(ISI)的期刊引证报告(JCR)中的一项数据，指的是某一期刊的文章在特定年份或时期被引用的频率，是衡量学术期刊影响力的一个重要指标 [ 24 ]。其计算方法是IF即某期刊前两年发(S， T)表的论文在统计当年(U)的被引用总次数X (前两年总被引次数)除以该期刊在前两年(S， T)内发表的论文总数Y (前两年总发文量) [ 25 ]。如表1所示，对2008~2020年土壤重金属转运进行检索，得知该领域共有652种期刊，根据期刊的发文量从高到低进行排序，发文量TOP10期刊如表1所示。10种期刊主要来自美国(2)、英国(3)、荷兰(2)、瑞士(2)、德国(1)。发文量前三的期刊依次为Science of The Total Environment、Ecotoxicology and Environmental Safety、Plos ONE分别占所检索文献总数的3.13%、3.09%、2.81%，表明这些期刊是研究人员的潜在投稿期刊。Science of The Total Environment期刊的发文量虽然最高但其被引频次较低，而Environmental and Experimental Boany、Environmental Pollution、Chemosphere期刊的本地被引频次位居前三名，表明这些期刊在重金属转运影响力相对较大。在发文量排名前十的期刊中，2019年影响因子最高的是Journal of Hazardous Materials，影响因子为9.038，TCLS位居第七(30次)。然而，同样认可度和影响力相对较高的期刊Aquatic Toicology、Plant Physiology and Biochemistry、Journal of Experimental Botany发文量和本地被引频次均未进入前十，处于11~30之间的位次，一定程度上表明这些期刊在植物金属转运蛋白研究领域的关注程度相对有限，可能更加偏向其他侧重点。 Table 1 Top 10 Journal of heavy metal transporters in soi 期刊名称 Journals 发文量 Records/篇 占比 Proportion/% TLCS1) TGCS2) IF (2019) IF (5Year) 出版国 Country Science of the total environment 76 3.13 42 718 6.551 6.419 荷兰 Ecotoxicology and environmental safety 75 3.09 43 931 4.872 4.967 美国 PLoS ONE 68 2.81 0 1958 2.74 3.227 美国 Environmental science and pollution research 66 2.72 45 1161 3.056 3.306 德国 Chemosphere 63 2.60 77 1325 5.778 5.705 英国 Fronters in microbiology 62 2.56 0 797 4.236 4.927 瑞士 Environmental pollution 47 1.93 87 796 6.793 6.939 英国 Frontiers in plant science 46 1.90 0 998 4.402 5.207 瑞士 Journal of hazardous materials 38 1.57 30 634 9.038 8.512 荷兰 Enviromental and experimental botany 35 1.44 102 1233 4.027 4.744 英国 表1. 植物金属转运蛋白领域发文量排名前10的期刊 3.3. 主要研究力量 3.3.1. 发文国家分析 论文被WoS数据库收录的发文量和被引频次数能够反映一个国家整体的科研水平 [ 25 ]。目前，全世界共有92个国家发表了有关植物金属转运蛋白的研究论文，论文发表数量前十位的国家是中国、美国、印度、德国、意大利、韩国、英国、法国、西班牙、日本，这十个国家的发文量之和为2189篇，占总量的90.34%。其中中国的发文量排名第一，共856篇，远远领先于其他国家，占发文量的35.33%，其他国家占全世界剩的9.66% (表2)，在一定程度上表明了中国在该领域在全世界的重要地位，但同时也暴露出中国土壤重金属污染问题的严峻。从文献的总被引频次来看中国植物金属转运蛋白研究引频次数最高，但均篇被引频次低于该领域全球平均水平。这说明中国的科研人员近几年来在重视发文数量的同时应更加注重论文的质量。图2是2008~2020植物金属转运蛋白领域重要发文国家及之间相互合作关系图，图中圆圈大小表示发文量，可以看出中国的发文量高于其他国家，连线距离越短表示国家之间合作程度越密切，从图中可以看出44个国家共同致力于研究该领域，其中，中国与31个国家之间都有密切的合作。根据机构地址，652份与植物重金属转运蛋白有关的出版物确定了57个国家。图3显示了这些出版物按国家分列的地理分布情况。出版物的数量在地图上用一种渐变颜色表示，即颜色越深，出版物的数量就越大。 Table 2 Countries ranked Top 10 in the number of studies on heavy metal transporters in plan 国家Country 发文量Records/篇 占比Proportion% TLCS TGCS 中国China 856 35.33 954 14213 美国USA 378 15.60 470 13469 印度India 203 8.38 163 4081 德国Germany 138 5.70 419 6280 意大利Italy 115 4.75 121 2146 韩国South Korea 108 4.46 115 2881 英国UK 103 4.25 158 3825 法国France 102 4.21 169 3741 西班牙Spain 93 3.84 38 2559 日本Japan 91 3.76 355 4168 表2. 植物金属转运蛋白研究发文量排名TOP10的国家 图2. 2008~2021年植物金属转运蛋白领域重要发文国家及相互间合作关系图谱 图3. 2008~2021年植物重金属转运蛋白领域发文国家区域分布情况 3.3.2. 重要研究机构分析 该领域研究论文共涉及2562个研究机构，并主要在科研机构和高校，发文量TOP20的研究机构如表3所示。其中中国科学院发文量和本地被引频次较高，说明了中国科学院在植物金属转运蛋白领域做出的突出贡献。图4表示2008~2021间重要机构的合作关系图，在这个分析中，线的厚度反映了机构之间合作的频率。其中中国科学院与诺丁汉大学、墨尔本大学、东北师范大学、浙江大学等96个研究结构均有合作，而目前国内外合作交流偏少的应该主动参加相关领域的学术会议和活动提高发文质量和影响力。 Table 3 Research institutions ranked Top 20 in the field of heavy metal transport genes in plan 机构Institution 中文名Chinese name 发文量Records/篇 占比Proportion% TLCS TGCS Chinese Acad Sci 中国科学院 149 6.15 330 3855 Univ Chinese Acad Sci 中国科学院大学 54 2.23 107 838 Zhejiang univ 浙江大学 51 2.10 37 1022 Nanjing Agr Univ 南京农业大学 43 1.77 55 782 Northwest A&F Univ 西北农林科技大学 31 1.28 49 567 CSIC 最高科研理事会 26 1.07 9 1028 Sichuan Agr Univ 四川农业大学 25 1.03 32 241 Russian Acad Sci 俄罗斯科学院 22 0.91 13 346 Southwest Univ 西南大学 19 0.78 18 125 Univ Melbourne 墨尔本大学 18 1.03 58 443 CNRS 法国国家科学研究中心 17 0.70 59 729 peKing Univ 北京大学 17 0.70 27 479 South China Agr Univ 华南农业大学 17 0.70 6 205 Sun Yat-sen Univ 中山大学 17 0.70 16 299 Tsinghua Univ 清华大学 17 0.70 44 325 Univ Copenhagen 哥本哈根大学 17 0.70 24 632 Univ Calif Berkeley 加州大学伯克利分校 17 0.70 31 1100 Vrije univ Amsterdam 阿姆斯特丹大学 16 0.66 42 694 Cornell Univ 康奈尔大学 15 0.62 97 856 King saud Univ 沙特阿拉伯国王大学 15 0.62 10 224 表3. 植物金属转运蛋白领域发文量排名Top 20的研究机构 3.4. 经典文献分析 本文以LCS为标准对排名前十的文献进行统计分析，发现前十的发表文献年份集中在2008~2013年，其中被引频次最高的是综述文章，原因在于综述文章对所研究的问题进行归纳、分析、总结，为进一步从事科学研究和论文写作打下了坚实的基础。如瑞典作者Kumpiene J发表的“Stabilization of As， Cr， Cu， Pb and Zn in soil using amendments-A review”(被引频次最高)，总结分析了植物修复技术对土壤As、Cr、Cu、Pb和Zn污染的修复，对前人的研究成果进行了高度的概括和总结。如表4所示，被引频次前十的文献中有3篇来自Proceedings The National Academy of Science of The United States of America期刊，可见该期刊在该学术领域具有非常重要地位和影响力。利用HistCite对研究文献进行引文编年图分析，通过软件中Graph Maker功能，可以表达该研究领域文献之间相互引证的关系，绘制出某个研究领域的研究历史轨迹、发展规律和未来趋势 [ 26 ]。以LCS count为条件，设置节点数为30，可绘制出植物金属转运蛋白研究文献的引文编年图，从而洞察某个领域的发展脉络。图5显示该领域影响力最高的30篇文献的发表时间、发展历程和互引关系。编号59的文献被引次数最高，其次是编号301、编号331和编号629。 图4. 2008~2021年植物金属转运蛋白领域重要研究机构及相互间合作关系图谱 Table 4 Top 10 journals in the field of plant metal transporter Number Thesis topic Year Journal Author LCS GCS 59 Evolution of metal hyperaccumulation required cis-regulatory changes and triplication of HMA4 2008 Nature Hanikenne M 92 482 301 Gene limiting cadmium accumulation in rice 2010 Proceedings The National Academy of Science of The United States of America Ueno D 63 359 331 OsHMA3，aP-1B-type of ATPase affects root-toshoot cadmium translocation in rice by mediating efflux into vacuoles 2011 New Phytologist Miyadate H 58 248 629 Diverse and abundant antibiotic resistance genes in Chinese swine farms 2013 Proceedings the National Academy of Sciences of The United States of America Zhu YG 54 954 218 Metal Hyperaccumulation in Plants 2010 Anmual Review of Plant Biology Kramer U 47 634 572 Unravelling cadmium toxicity and tolerance in plants: Insight into regulatory mechanisms 2012 Environment and Experimental Botany Gallego SM 41 565 429 The OsNRAMP1 iron transporter is involved in Cd accumulation in rice 2011 Journal of Experimental Botany Takahashi R 39 252 384 Elevated expression of TcHMA3 plays a key role in the extreme Cd tolerance in a Cd-hyperaccumulating ecotype of Thlaspi caerulescens 2011 Plant Journal Ueno D 34 144 451 Low-affinity cation transporter(OsLCT1) regulates cadmium transport into rice grains 2011 Proceedings The National Academy of Sciences of The United States America Kamiya T 28 191 471 Molecular characterization of a rice metal tolerance protein， OsMTP1 2012 Plant Cell Reports Yuan LY 24 65 表4. 植物金属转运蛋白领域发文量排名Top 10的期刊 图5. 2008~2018年植物金属转运蛋白领域重要期刊引文分析图 3.5. 关键词共现网络 关键词可以反映出该文章的主要研究方向，关键词出现的频次可以反映该研究领域的成果数以及该研究领域的研究热点和方向 [ 27 ]。通过引文网络分析Vosviewer对该研究领域的关键词出现频次 > 12的进行统计分析，如图6所示，可以得出，本研究的主题词是重金属(heavy-metals)，并在该研究领域占据了重要的地位，排名前6的关键词依次为heavy-metals、oxidative stress、tolerance、escherichia coli、genes、phytoremediation。这一时期的完整性管理热点可能是由于在过去150年里，全球重金属污染水平增加了4000多倍 [ 28 ]。在全球范围内，越来越多区域的区域重金属含量超出重金属范围内，导致了环境质量和生态系统健康状态恶化，环境问题在世界上越来越受到重视 [ 29 ]。为进一步了解研究关键词的动态变化，我们对2008~2011、2012~2015和2016~2019年最热关键词的演变进行了评估(图7(A)、图7(B)和图7(C))。与2008~2011年相比，2016~2019年最热关键词“重金属”出现频率更高。表明重金属毒性已经成为植物和其他生物必须要解决的问题。研究重金属转运体对植物体内金属稳态的影响以及对人类健康和植物修复具有重要意义 [ 30 ]。近年来，国内外研究人员普遍关注植物对重金属的有效吸收和积累在体内的胁迫反应依赖于植物的刺激和通讯信号通路 [ 31 ]。在这个复杂的信号和反应网络中，大量的转运蛋白和通道蛋白是促进基因表达、代谢、封闭和调节溶质生理反应的核心 [ 32 ]。在外来重金属侵害条件下，植物本身也不会坐以待毙，它会对重金属产生相应的耐性和解毒机制，而金属转运蛋白在维持植物体内的金属平衡起着重要的作用 [ 33 ]。 图6. 2008~2021年植物金属转运蛋白领域重要关键词共现网络关系图谱 图7. 关于WoS中研究课题随着时间的推移在植物金属转运蛋白领域：(A) 2008~2011；(B) 2012~2015；(C) 2016~2020