基于百度學術搜索引擎的馬鈴薯糖苷生物堿研究態勢分析

聶緒恒，楊水艷，王春艷，陳國艷，文韻漫，張文彥，孫婧涵

（1.云南省糧油科學研究院，云南 昆明 650033；2 貴州省糧油產品質量監督檢驗站，貴州 貴陽 550003）

馬鈴薯SGAs是一種甾體皂苷，呈弱堿性，固體狀態，難溶于水和乙腈，易溶于吡啶、甲醇等有機溶劑，可與無機酸或有機酸結合生成易溶于水的鹽。還可與曼德琳試劑、費洛德試劑、馬奎斯試劑、濃碘酸、濃硝酸等產生顏色反應[1]。薄層色譜中，常用碘化鉍鉀試劑、碘-碘化鉀試劑、碘化汞鉀試劑和硅鎢酸試劑等作為顯色劑[2]。

SGAs是存在于馬鈴薯中的天然物質，和甾族生物堿是含氮有毒化合物，主要存在于茄科（Solanaceae）和某些百合科（Liliaceae）植物中[3-5]，其在植株生長過程或者在馬鈴薯儲藏過程中具有抵御病蟲害的入侵和調節植物生長發育的作用[6-7]。1826年，在馬鈴薯中發現了第一個天然SGA成分α-茄堿（α-solanine），當時被認為是SGA中唯一的天然成分，然而，此后在1954年發現α-卡茄堿（α-chaconine）。目前，馬鈴薯中已確定的SGAs超過80種[8]，但大部分（約95%）[9-10]是α-卡茄堿和α-茄堿，其共同的結構特征是有一個甾環（環戊烷多氫非）和一個含氮（中氮茚）構成的糖苷配基茄啶（solanidine）。茄啶于1820年被法國科學家從馬鈴薯中分離出，后來才被證明是SGAs的配糖體，大概100年后才被證明是α-卡茄堿和α-茄堿兩種化合物的配糖體。茄啶的3號碳位上羥基中的氫原子分別被三糖、雙糖和單糖所取代，可構成8種不同的SGAs。其它常見的SGAs有番茄堿、脫氫番茄堿、邊緣茄堿和澳洲茄堿等[11]。

為了解馬鈴薯SGAs的研究布局和發展情況，本研究采用文獻計量學（bibiliometrics）的方法對該領域的研究論文進行計量學統計，對馬鈴薯SGAs領域的研究現狀、研究重點以及發展趨勢進行分析，為相關工作者的研究和決策提供理論依據。

文獻計量學（bibiliometrics）是用數學和統計學方法，定量分析一切知識載體的交叉科學[12]，它已被許多學科用來定量的反映學科宏觀發展態勢[13]。因而，從文獻計量學角度分析相關科學研究的布局和發展是一種有效的途徑[14-15]。

1 數據來源與分析方法

隨著百度系統的優化與完善，百度學術搜索給相關科研人員搜索文獻資料帶來了一定的優勢，而相對其它搜索引擎，百度學術搜索具有全面、準確、快捷和新穎等優勢特色。本文數據基于百度學術搜索引擎，利用主題詞（potatoes、馬鈴薯、龍葵素、糖苷生物堿、glycoalkaloids、α-chaconine和α-solanine）檢索2016年以前發表的馬鈴薯SGAs相關研究論文，以這些論文為分析基礎，對馬鈴薯SGAs領域發文量、關聯研究、學科滲透、相關學者、相關機構等進行分析。

2 結果與分析

2.1 馬鈴薯SGAs的研究發文量及年度變化

學術論文是科學研究的重要成果之一，學術論文的發文量可反映相關學者對該領域的關注程度，也可反映該領域的發展速度和發展程度。通過對2016年之前的論文檢索，馬鈴薯與SGAs方面的研究論文共28 321篇，其中potatoes 12 227篇，馬鈴薯15 357篇，龍葵素169篇，糖苷生物堿62篇，glycoalkaloids 418篇，α-chaconine 43篇，α-solanine 45篇（圖1）。

論文分布結果顯示，馬鈴薯SGAs的研究總體呈上升趨勢，近年來的關注有所下降，但隨著科學研究的發展，測序技術的成熟，近年來有關馬鈴薯方面的研究正向縱深發展，在轉錄組水平、全基因組水平、關鍵基因操作上的研究取得了較大突破[16-22]，如當馬鈴薯受到光照和創傷時，在其SGAs合成通路上的關鍵基因表達量的確定等，這些研究成果進一步闡明了馬鈴薯SGAs合成的分子機制與調控機理。

2.2 馬鈴薯SGAs關聯研究

隨著對馬鈴薯SGAs研究不斷深入，出現越來越多與馬鈴薯SGAs相關研究，形成了龐大研究網絡。根據對馬鈴薯與SGAs 2016年前發表的學術論文可知，馬鈴薯相關研究共涉及10個領域，根據發文量，前3個主要分布在栽培技術、種植面積和晚疫病；龍葵素相關研究共涉及8個領域，前3個主要分布在營養價值、食物中毒和臨床癥狀；糖苷生物堿相關研究共涉及9個領域，前3個主要分布在馬鈴薯、生物活性和構效關系；glycoalkaloids相關研究共涉及6個領域，前3個主要分布在potatoes、chemical composition和potato（表1）。

圖1 馬鈴薯及其SGAs相關研究發文量

表1 馬鈴薯與SGAs關聯研究發文量

2.3 馬鈴薯SGAs研究的學科滲透

隨著科學技術的高速發展，使得學科內部的分支更加精細，從而出現了眾多學科分支，此外，也使得學科之間廣泛滲透，從而交叉學科層出不窮。馬鈴薯及其SGAs的跨學科研究已深入到生物學、化學、植物保護、食品科學與工程、藥學以及臨床醫學等多個學科，并出現了多個交叉學科的主題（表2）。

表2 馬鈴薯SGAs研究主題

2.4 馬鈴薯SGAs研究的相關學者

為促進相關領域深入研究及學術交流，對核心研究者分析和把握具有重要作用。根據結果，馬鈴薯、龍葵素研究發文量最高作者是熊興耀，其發文量均為445篇；糖苷生物堿研究發文量最高的作者是王蒂，其發文量為274篇（表3）。根據普賴斯定律[23]可知，發文量4篇及以上的作者構成了馬鈴薯及其SGAs研究領域的核心作者群。同時，文獻被引頻率是評價相關學術論文的質量和影響力的重要指標，被引頻次越高，其學術價值越大[24]。根據分析結果，馬鈴薯研究發文被引最高的作者是黃高寶；龍葵素研究發文被引最高的作者是熊興耀；糖苷生物堿發文被引最高的作者是王蒂；α-chaconine、α-solanin研究發文被引最高的作者是Kamata K（表3）。這些結果表明，相關學者對此十分關注，同時形成了如王蒂等核心作者對馬鈴薯SGAs進行跟蹤研究與實踐，在一定程度上說明了在馬鈴薯及其SGAs研究領域已形成了比較完備的科研體系和人才隊伍。

表3 馬鈴薯與SGAs相關研究作者及成果

2.5 馬鈴薯SGAs研究的相關機構

通過對論文第一作者和通信作者所在機構進行梳理，2016年前在馬鈴薯及其SGAs領域，馬鈴薯領域發文量排第一的機構為中國農業科學院蔬菜花卉研究所；龍葵素領域發文量排第一的機構為西北大學生命科學學院；糖苷生物堿領域發文量排第一的機構為東北師范大學生命科學學院；glycoalkaloids領域發文量排第一的機構為U.S.Department of Agriculture（表4）。這些機構在馬鈴薯及其SGAs研究領域的研發和應用上發揮了積極的作用。

3 結論

馬鈴薯SGAs相關研究發文量總體呈上升趨勢，在轉錄組水平、全基因組水平、關鍵基因操作上的研究重視程度越來越高，這些研究成果進一步闡明了馬鈴薯SGAs合成的分子機制與調控機理。

表4 主要研究機構及成果

馬鈴薯相關研究領域主要分布在栽培技術、種植面積和晚疫病；龍葵素相關研究領域主要分布在營養價值、食物中毒和臨床癥狀；糖苷生物堿相關研究領域主要分布在馬鈴薯、生物活性和構效關系；glycoalkaloids相關研究領域主要分布在potatoes、chemical composition和potato。

馬鈴薯SGAs研究的學科滲透已深入到生物學、化學、植物保護、食品科學與工程、藥學以及臨床醫學等多個學科，通過對馬鈴薯SGAs研究的相關學者分析統計，主要的研究科研人員是熊興耀、王蒂、黃高寶、Kamata K等。

對馬鈴薯SGAs研究的相關機構做出較大貢獻的是：中國農業科學院蔬菜花卉研究所、西北大學生命科學學院、東北師范大學生命科學學院、U.S.Department of Agriculture等。