基于百度学术搜索引擎的马铃薯糖苷生物碱研究态势分析

2020-07-22聂绪恒杨水艳王春艳陈国艳文韵漫张文彦孙婧涵

粮油食品科技 2020年4期

聂绪恒，杨水艳，王春艳，陈国艳，文韵漫，张文彦，孙婧涵

（1.云南省粮油科学研究院，云南昆明 650033；2 贵州省粮油产品质量监督检验站，贵州贵阳 550003）

马铃薯SGAs是一种甾体皂苷，呈弱碱性，固体状态，难溶于水和乙腈，易溶于吡啶、甲醇等有机溶剂，可与无机酸或有机酸结合生成易溶于水的盐。还可与曼德琳试剂、费洛德试剂、马奎斯试剂、浓碘酸、浓硝酸等产生颜色反应[1]。薄层色谱中，常用碘化铋钾试剂、碘-碘化钾试剂、碘化汞钾试剂和硅钨酸试剂等作为显色剂[2]。

SGAs是存在于马铃薯中的天然物质，和甾族生物碱是含氮有毒化合物，主要存在于茄科（Solanaceae）和某些百合科（Liliaceae）植物中[3-5]，其在植株生长过程或者在马铃薯储藏过程中具有抵御病虫害的入侵和调节植物生长发育的作用[6-7]。1826年，在马铃薯中发现了第一个天然SGA成分α-茄碱（α-solanine），当时被认为是SGA中唯一的天然成分，然而，此后在1954年发现α-卡茄碱（α-chaconine）。目前，马铃薯中已确定的SGAs超过80种[8]，但大部分（约95%）[9-10]是α-卡茄碱和α-茄碱，其共同的结构特征是有一个甾环（环戊烷多氢非）和一个含氮（中氮茚）构成的糖苷配基茄啶（solanidine）。茄啶于1820年被法国科学家从马铃薯中分离出，后来才被证明是SGAs的配糖体，大概100年后才被证明是α-卡茄碱和α-茄碱两种化合物的配糖体。茄啶的3号碳位上羟基中的氢原子分别被三糖、双糖和单糖所取代，可构成8种不同的SGAs。其它常见的SGAs有番茄碱、脱氢番茄碱、边缘茄碱和澳洲茄碱等[11]。

为了解马铃薯SGAs的研究布局和发展情况，本研究采用文献计量学（bibiliometrics）的方法对该领域的研究论文进行计量学统计，对马铃薯SGAs领域的研究现状、研究重点以及发展趋势进行分析，为相关工作者的研究和决策提供理论依据。

文献计量学（bibiliometrics）是用数学和统计学方法，定量分析一切知识载体的交叉科学[12]，它已被许多学科用来定量的反映学科宏观发展态势[13]。因而，从文献计量学角度分析相关科学研究的布局和发展是一种有效的途径[14-15]。

1 数据来源与分析方法

随着百度系统的优化与完善，百度学术搜索给相关科研人员搜索文献资料带来了一定的优势，而相对其它搜索引擎，百度学术搜索具有全面、准确、快捷和新颖等优势特色。本文数据基于百度学术搜索引擎，利用主题词（potatoes、马铃薯、龙葵素、糖苷生物碱、glycoalkaloids、α-chaconine和α-solanine）检索2016年以前发表的马铃薯SGAs相关研究论文，以这些论文为分析基础，对马铃薯SGAs领域发文量、关联研究、学科渗透、相关学者、相关机构等进行分析。

2 结果与分析

2.1 马铃薯SGAs的研究发文量及年度变化

学术论文是科学研究的重要成果之一，学术论文的发文量可反映相关学者对该领域的关注程度，也可反映该领域的发展速度和发展程度。通过对2016年之前的论文检索，马铃薯与SGAs方面的研究论文共28 321篇，其中potatoes 12 227篇，马铃薯15 357篇，龙葵素169篇，糖苷生物碱62篇，glycoalkaloids 418篇，α-chaconine 43篇，α-solanine 45篇（图1）。

论文分布结果显示，马铃薯SGAs的研究总体呈上升趋势，近年来的关注有所下降，但随着科学研究的发展，测序技术的成熟，近年来有关马铃薯方面的研究正向纵深发展，在转录组水平、全基因组水平、关键基因操作上的研究取得了较大突破[16-22]，如当马铃薯受到光照和创伤时，在其SGAs合成通路上的关键基因表达量的确定等，这些研究成果进一步阐明了马铃薯SGAs合成的分子机制与调控机理。

2.2 马铃薯SGAs关联研究

随着对马铃薯SGAs研究不断深入，出现越来越多与马铃薯SGAs相关研究，形成了庞大研究网络。根据对马铃薯与SGAs 2016年前发表的学术论文可知，马铃薯相关研究共涉及10个领域，根据发文量，前3个主要分布在栽培技术、种植面积和晚疫病；龙葵素相关研究共涉及8个领域，前3个主要分布在营养价值、食物中毒和临床症状；糖苷生物碱相关研究共涉及9个领域，前3个主要分布在马铃薯、生物活性和构效关系；glycoalkaloids相关研究共涉及6个领域，前3个主要分布在potatoes、chemical composition和potato（表1）。

图1 马铃薯及其SGAs相关研究发文量

表1 马铃薯与SGAs关联研究发文量

2.3 马铃薯SGAs研究的学科渗透

随着科学技术的高速发展，使得学科内部的分支更加精细，从而出现了众多学科分支，此外，也使得学科之间广泛渗透，从而交叉学科层出不穷。马铃薯及其SGAs的跨学科研究已深入到生物学、化学、植物保护、食品科学与工程、药学以及临床医学等多个学科，并出现了多个交叉学科的主题（表2）。

表2 马铃薯SGAs研究主题

2.4 马铃薯SGAs研究的相关学者

为促进相关领域深入研究及学术交流，对核心研究者分析和把握具有重要作用。根据结果，马铃薯、龙葵素研究发文量最高作者是熊兴耀，其发文量均为445篇；糖苷生物碱研究发文量最高的作者是王蒂，其发文量为274篇（表3）。根据普赖斯定律[23]可知，发文量4篇及以上的作者构成了马铃薯及其SGAs研究领域的核心作者群。同时，文献被引频率是评价相关学术论文的质量和影响力的重要指标，被引频次越高，其学术价值越大[24]。根据分析结果，马铃薯研究发文被引最高的作者是黄高宝；龙葵素研究发文被引最高的作者是熊兴耀；糖苷生物碱发文被引最高的作者是王蒂；α-chaconine、α-solanin研究发文被引最高的作者是Kamata K（表3）。这些结果表明，相关学者对此十分关注，同时形成了如王蒂等核心作者对马铃薯SGAs进行跟踪研究与实践，在一定程度上说明了在马铃薯及其SGAs研究领域已形成了比较完备的科研体系和人才队伍。

表3 马铃薯与SGAs相关研究作者及成果

2.5 马铃薯SGAs研究的相关机构

通过对论文第一作者和通信作者所在机构进行梳理，2016年前在马铃薯及其SGAs领域，马铃薯领域发文量排第一的机构为中国农业科学院蔬菜花卉研究所；龙葵素领域发文量排第一的机构为西北大学生命科学学院；糖苷生物碱领域发文量排第一的机构为东北师范大学生命科学学院；glycoalkaloids领域发文量排第一的机构为U.S.Department of Agriculture（表4）。这些机构在马铃薯及其SGAs研究领域的研发和应用上发挥了积极的作用。