基于CNKI數(shù)據(jù)庫的我國紫花苜蓿研究熱點(diǎn)與趨勢分析

崔紅慧，廖宏澤

（1.張家口學(xué)院，河北張家口 075000；2.廣西民族大學(xué) 海洋生物資源保護(hù)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧 530006；3.廣西特色經(jīng)濟(jì)林培育與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧 530002）

紫花苜蓿（Medicago sativa）為豆科（Fabaceae）苜蓿屬多年生草本植物，是我國栽培時間最早的豆科牧草[1]。美國是全球最大的紫花苜蓿種植國和紫花苜蓿干草出口國；我國進(jìn)口的紫花苜蓿中，80%以上的份額來自美國[2-3]。紫花苜蓿至今已在我國種植2000多年[4]。2002年底，我國紫花苜蓿栽培面積已達(dá)190萬hm2，居世界紫花苜蓿栽培面積第6位[5]。全國種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃（2016—2020年）指出，2020年，紫花苜蓿種植面積要達(dá)到233.45萬hm2。我國紫花苜蓿的主產(chǎn)區(qū)集中在西北、東北地區(qū)[4，6]，但由于不同地區(qū)的品種、氣候和管理水平等不同，紫花苜蓿的單位產(chǎn)量差異較大。

紫花苜蓿營養(yǎng)價值高、適應(yīng)性強(qiáng)、再生能力強(qiáng)、產(chǎn)量高，具有耐旱、抗寒及抗鹽堿等較強(qiáng)的抗逆性，被譽(yù)為牧草之王；在防止水土流失、改良土壤等方面發(fā)揮重要作用[7-8]。與發(fā)達(dá)國家相比，我國紫花苜蓿產(chǎn)業(yè)起步較晚；在國家的大力支持下，呈現(xiàn)較快發(fā)展速度。我國的紫花苜蓿品種在粗蛋白含量、相對飼喂價值等方面與發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距[1]，需加大高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)及抗逆國產(chǎn)紫花苜蓿新品種的研究和培育力度。

目前開展的紫花苜蓿研究工作對其品質(zhì)提升、重要農(nóng)藝性狀改良，及對生態(tài)環(huán)境的改善和畜牧業(yè)的發(fā)展具有重要意義。相關(guān)研究報道中，總結(jié)紫花苜蓿研究進(jìn)展的文章相對較少。進(jìn)行文獻(xiàn)計量分析有利于了解紫花苜蓿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r。本研究對2000—2021年間中國知網(wǎng)（China National Knowledge Internet，CNKI）數(shù)據(jù)庫中的紫花苜蓿文章進(jìn)行計量分析，旨在了解當(dāng)前國內(nèi)紫花苜蓿研究的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，為今后紫花苜蓿研究和發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

本研究數(shù)據(jù)來源于中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，采用基本檢索的方式，以“紫花苜蓿”為關(guān)鍵詞，檢索該數(shù)據(jù)庫內(nèi)2002—2021年間的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)記錄，檢索時間截至2022年1月20日。運(yùn)用統(tǒng)計分析方法，以發(fā)文量、文章研究方向、發(fā)文所屬機(jī)構(gòu)和文獻(xiàn)被引用頻次等為指標(biāo)對檢索到的文獻(xiàn)進(jìn)行梳理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)文量分析

2002—2021 年，紫花苜蓿相關(guān)研究文獻(xiàn)共9 363篇，發(fā)文量總體呈上升趨勢（圖1）。其中，2002—2011年發(fā)文量增長速度較快，從2002年的247篇增至2011年的542篇，增加119.4%；2012—2021年，每年的發(fā)文量均較多；2018年的發(fā)文量為560篇，是近20年以來發(fā)文量最高的1年。可看出我國對紫花苜蓿的相關(guān)研究關(guān)注度較高。

圖1 2002—2021年紫花苜蓿發(fā)文量Fig.1 Number of published papers on M.sativa from 2002 to 2021

2.2 文獻(xiàn)作者的隸屬機(jī)構(gòu)分布

將紫花苜蓿相關(guān)研究文獻(xiàn)按照其所屬科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行分類，選取發(fā)文量前20的機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析。紫花苜蓿的研究主要集中在農(nóng)業(yè)類高校和科研院所；其中，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和西北農(nóng)林科技大學(xué)對紫花苜蓿的研究較多，發(fā)文量較多（表1）。發(fā)文量較多的機(jī)構(gòu)分別位于甘肅、北京和內(nèi)蒙古等地，說明這些地區(qū)在該領(lǐng)域的研究處于我國前列。

表1 2002—2021年紫花苜蓿發(fā)文量前20的機(jī)構(gòu)Tab.1 Top 20 institutes of number of published papers on M.sativa from 2002 to 2021

續(xù)表1 Continued

2.3 文獻(xiàn)被引用情況分析

被引頻次是反應(yīng)論文影響力的重要指標(biāo)之一，可反映文章的研究價值[9-10]。為更好地反映紫花苜蓿研究價值，統(tǒng)計2016—2021年紫花苜蓿被引頻次最高的10篇文章，并對其進(jìn)行分析（表2）。《干旱脅迫對不同抗旱性苜蓿品種根系生長及生理特性影響》被引用的次數(shù)最多（114次），主要采用PEG-6000模擬干旱脅迫，研究干旱脅迫對不同苜蓿品種根系生長特征及生理特性的影響[11]。國內(nèi)被引頻次排名前10的文章中，研究內(nèi)容主要圍繞紫花苜蓿的抗性、品質(zhì)和產(chǎn)量。

表2 2016—2021年紫花苜蓿被引頻次最高的10篇文章Tab.2 Top 10 of most cited articles of M.sativa from 2016 to 2021

2.4 紫花苜蓿研究熱點(diǎn)分析

紫花苜蓿是一種富含蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素等營養(yǎng)物質(zhì)的多年生優(yōu)質(zhì)豆科牧草，具有穩(wěn)定的生產(chǎn)力和廣泛的生態(tài)適應(yīng)性，在畜牧業(yè)發(fā)展及生態(tài)文明建設(shè)等方面發(fā)揮著重要作用。采用社會網(wǎng)絡(luò)分析法[12]，對紫花苜蓿相關(guān)研究文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞關(guān)系網(wǎng)絡(luò)分析，可知紫花苜蓿的研究集中在耐鹽性、抗寒性、抗旱性、秋眠性、品質(zhì)和產(chǎn)量等方面。

2.4.1 紫花苜蓿耐鹽性

土壤鹽漬化嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，是重要的生態(tài)環(huán)境問題之一。紫花苜蓿屬中等耐鹽堿植物。近年來，我國土壤鹽漬化問題不斷加重，對紫花苜蓿的產(chǎn)量和品質(zhì)造成一定的影響。為充分利用鹽堿地，植物的耐鹽機(jī)理和耐鹽植物培育成為研究的熱點(diǎn)。選育耐鹽紫花苜蓿品種的基礎(chǔ)是種質(zhì)材料耐鹽程度的評價鑒定。植物在鹽脅迫下表現(xiàn)出的耐鹽性是一個復(fù)雜的過程，其耐鹽能力受多種機(jī)制調(diào)節(jié)。滲透調(diào)節(jié)是其中一種重要的調(diào)節(jié)機(jī)制；游離脯氨酸和可溶性糖是研究紫花苜蓿耐鹽能力的重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。此外，其他生理指標(biāo)（細(xì)胞質(zhì)膜透性和丙二醛含量等）、生長指標(biāo)（株高、地上生物量、地下生物量、莖粗、根冠比、葉面積、葉長和葉寬等）和光合特性指標(biāo)，也能較好地反應(yīng)紫花苜蓿的耐鹽能力[13-20]。

已從紫花苜蓿中分離一些與耐鹽性相關(guān)的基因，但耐鹽性的分子機(jī)理尚未完全闡明。轉(zhuǎn)錄因子是植物體內(nèi)重要的調(diào)節(jié)基因，其中，WRKY轉(zhuǎn)錄因子為植物抵御非生物逆境過程的重要因子。董蔚等[21]通過對鹽脅迫下紫花苜蓿轉(zhuǎn)錄組測序進(jìn)行分析，篩選出12個與鹽相關(guān)的WRKY轉(zhuǎn)錄因子。Ms-WRKY11通過降低Na+對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破壞，提高紫花苜蓿的耐鹽能力；過表達(dá)MsWRKY11紫花苜蓿植株中，Na+含量低于野生型，可提高其抗鹽脅迫能力[22]。MsWRKY33通過調(diào)控下游耐鹽基因表達(dá)，調(diào)控紫花苜蓿的耐鹽性；過表達(dá)MsWRKY33的紫花苜蓿其耐鹽性顯著高于非轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿[23]。MsDWF4轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿植株能增強(qiáng)對鹽脅迫的抗性[24]。賈會麗等[25]研究表明鹽脅迫后，轉(zhuǎn)MsLEA4-4基因的擬南芥（Arabidopsis thaliana）植株存活率明顯高于哥倫比亞野生型擬南芥（對照），為耐鹽性紫花苜蓿品種培育提供依據(jù)。

2.4.2 紫花苜蓿抗寒性

我國北方地區(qū)由于寒冷、干旱等環(huán)境因素，紫花苜蓿栽培易出現(xiàn)越冬率低、返青困難等現(xiàn)象，造成紫花苜蓿大面積減產(chǎn)，影響紫花苜蓿的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。低溫是限制紫花苜蓿產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要環(huán)境因素之一。抗寒性是植物經(jīng)過長期遺傳變異和自然選擇形成的一種對低溫環(huán)境的適應(yīng)能力。國內(nèi)學(xué)者對紫花苜蓿抗寒性的研究主要集中在生理生化機(jī)制[26]、根系形態(tài)[27]及篩選耐寒品種[28]等方面。不同紫花苜蓿品種越冬前后，其根系的生理指標(biāo)和越冬率存在差異[26]。朱愛民等[27]研究認(rèn)為，根頸直徑較大的紫花苜蓿調(diào)控根頸中可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、過氧化氫酶活性和非結(jié)構(gòu)碳氮比的能力較強(qiáng)，其抗寒性也較強(qiáng)。王奕驍?shù)萚28]根據(jù)根部的貯藏性碳水化合物，對38個不同產(chǎn)地紫花苜蓿品種的抗寒性進(jìn)行分析，將其分為極不抗寒、不抗寒、較抗寒和抗寒4個等級。

近年來，隨著分子生物學(xué)和基因研究技術(shù)的不斷發(fā)展，紫花苜蓿抗寒性研究已從外部形態(tài)、生理生化等方面轉(zhuǎn)向分子水平方面。植物抗寒基因的表達(dá)是只在特定條件脅迫下才啟動的基因表達(dá)。植物在低溫脅迫下通過誘導(dǎo)抗寒基因的表達(dá)，提高自身的耐寒性。Cas基因是一類冷誘導(dǎo)基因，能增強(qiáng)紫花苜蓿對低溫的適應(yīng)能力[29-31]。MsZAT10基因編碼C2H2型鋅指蛋白，能提高煙草抗寒性[32]。逆境脅迫下轉(zhuǎn)錄因子也發(fā)揮著重要作用。AP2/EREBP家族中的CBF/DREB亞家族在低溫條件下被誘導(dǎo)表達(dá)，是低溫信號途徑中的重要轉(zhuǎn)錄因子[33]。轉(zhuǎn)錄因子基因MsWRKY42和MsbZIP1受低溫脅迫誘導(dǎo)表達(dá)[34-35]。NAC轉(zhuǎn)錄因子基因MsNAC2能響應(yīng)低溫脅迫，過表達(dá)MsNAC2煙草與野生型相比，具有較強(qiáng)的抗寒冷能力[36]。

2.4.3 紫花苜蓿抗旱性

我國牧草種植地區(qū)大多集中在北方干旱、半干旱地區(qū)。干旱脅迫造成牧草大量減產(chǎn)，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)發(fā)展。紫花苜蓿是較抗旱的牧草，與其抗旱性相關(guān)的形態(tài)特征、生理特性和分子育種為較重點(diǎn)的研究內(nèi)容。王園園等[37]對5個不同紫花苜蓿品種進(jìn)行不同程度干旱脅迫處理，通過測定幼苗農(nóng)藝指標(biāo)、形態(tài)和生理特征綜合評價各品種的耐旱性，并篩選出敖漢苜蓿為耐旱性最強(qiáng)的品種。張翠梅等[11]研究認(rèn)為，抗旱性較強(qiáng)的隴中苜蓿和抗旱性中等的隴東苜蓿會通過形態(tài)特征和生理特性的變化，適應(yīng)干旱脅迫。紫花苜蓿植株體內(nèi)可通過一系列生理生化反應(yīng)來減緩或降低干旱脅迫造成的傷害，可用于紫花苜蓿抗旱性評價的生理指標(biāo)主要有葉片相對含水量、膜相對透性、游離脯氨酸含量、葉綠素含量和抗氧化酶活性等。余玲等[38]以草產(chǎn)量、葉片相對含水量、膜相對透性、游離脯氨酸和葉綠素含量作為鑒定指標(biāo)進(jìn)行聚類分析，將20個紫花苜蓿品種分為抗旱性強(qiáng)、較強(qiáng)、中等、較弱和弱5個等級。田小霞等[39]對脯氨酸含量、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性等12項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價，比較6種牧草苗期抗旱能力，結(jié)果表明，相比于紫花苜蓿，其他牧草的抗旱能力較強(qiáng)。

紫花苜蓿抗旱性分子機(jī)制及其調(diào)控途徑的研究較薄弱，還有較大的研究空間。該方面的相關(guān)研究主要集中在一些轉(zhuǎn)錄因子和抗旱基因的功能分析上。ERFs轉(zhuǎn)錄因子屬于AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子超家族，在植物逆境脅迫響應(yīng)中具有重要的調(diào)節(jié)作用；紫花苜蓿MsERF003基因在干旱脅迫下，在各個組織中的表達(dá)量均上調(diào)，還可與多種轉(zhuǎn)錄因子和酶互作；過表達(dá)MsERF003的轉(zhuǎn)基因煙草植株保水性更好，脯氨酸含量極顯著高于野生型，顯示出更強(qiáng)的抗旱能力[40]。過表達(dá)MsRCI2A/B/C的紫花苜蓿植株其耐旱性增強(qiáng)，為紫花苜蓿抗旱分子育種提供基礎(chǔ)[41]。

2.4.4 紫花苜蓿秋眠性

秋眠性是紫花苜蓿在秋季日照變短和溫度降低時表現(xiàn)出的一種遲滯生長習(xí)性，是紫花苜蓿適應(yīng)環(huán)境變化的特殊休眠方式，可提高其越冬存活率。隨著我國紫花苜蓿引進(jìn)品種的增加及種植面積的擴(kuò)大，秋眠性的概念開始在我國紫花苜蓿行業(yè)應(yīng)用。秋眠性與植物的抗寒性和生產(chǎn)性能間有一定的相關(guān)性，是紫花苜蓿品種分類的主要指標(biāo)，被廣泛應(yīng)用于抗寒性的預(yù)測，也成為選擇紫花苜蓿栽培品種時的重要考慮因素。劉志英等[42]發(fā)現(xiàn)越冬紫花苜蓿的抗寒性受到秋眠性影響；越冬期間，不同秋眠型紫花苜蓿通過根系適應(yīng)性狀變化，實(shí)現(xiàn)抗寒；秋眠性較弱品種的根頸直徑小，秋眠性較強(qiáng)品種的根頸直徑粗。孫延亮等[43]對26個不同秋眠級紫花苜蓿品種進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)不同的紫花苜蓿品種在生長性狀、營養(yǎng)品質(zhì)及越冬率方面差異顯著，秋眠級為4級的紫花苜蓿為較理想品種。王躍棟等[44]研究發(fā)現(xiàn)7個不同休眠級紫花苜蓿的生產(chǎn)性能和草產(chǎn)量均差異顯著，秋眠型和半秋眠型紫花苜蓿的生產(chǎn)性能較好，越冬率較高；非秋眠型紫花苜蓿的生產(chǎn)性能和越冬率相對較低。烏日娜等[45]認(rèn)為紫花苜蓿秋眠性與耐寒性存在顯著相關(guān)，非秋眠型和極非秋眠型紫花苜蓿的存活率低于秋眠和半秋眠型紫花苜蓿。關(guān)于秋眠性的基因表達(dá)調(diào)控途徑，尤其是秋眠性如何影響紫花苜蓿耐寒適應(yīng)的分子機(jī)制研究較少。

2.4.5 紫花苜蓿的品質(zhì)和產(chǎn)量

紫花苜蓿產(chǎn)草量的影響因素包括單株生物量、種植密度和刈割期等[46]。紫花苜蓿品質(zhì)與飼喂效果密切相關(guān)，但受環(huán)境變化、種植和加工方式等因素影響，我國紫花苜蓿干草產(chǎn)品品質(zhì)差別較大。國內(nèi)絕大部分為2和3級紫花苜蓿，比美國進(jìn)口紫花苜蓿低2個等級[6]。長期以來，提高紫花苜蓿草的品質(zhì)會降低其產(chǎn)量，平衡產(chǎn)量和品質(zhì)之間的關(guān)系成為紫花苜蓿研究領(lǐng)域的重要目標(biāo)之一。研究發(fā)現(xiàn)，播種量、施肥、管理措施、積雪覆蓋、水分脅迫、鹽堿度、刈割次數(shù)和灌溉制度等因素與紫花苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)之間存在相關(guān)性[47-54]。王斌等[47]認(rèn)為播種量為18.0 kg/hm2和行距為兩窄一寬（15 cm+15 cm+20 cm）時，有利于提高紫花苜蓿干草產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)。李莎莎等[48]研究發(fā)現(xiàn)70%有機(jī)肥+30%化肥配合施用效果最佳，可提高紫花苜蓿產(chǎn)量、改善品質(zhì)和土壤肥力狀況。施氮160 kg/hm2和每25天刈割的田間管理措施，可使紫花苜蓿-高羊茅（Festuca elata）混播草地提高牧草產(chǎn)量和水氮利用效率，改善牧草營養(yǎng)品質(zhì)[49]。蘇力合等[50]發(fā)現(xiàn)積雪覆蓋可提高紫花苜蓿的越冬率、株高和干草產(chǎn)量。輕度水分脅迫有利于紫花苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)的提高[51]。在中度及重度鹽堿地上種植紫花苜蓿，會降低其產(chǎn)量和植株內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量[52]。刈割次數(shù)增加會降低不同秋眠級紫花苜蓿越冬率，并影響各茬次間紫花苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)[53]。不同灌溉定額和灌溉頻率對紫花苜蓿的產(chǎn)量和水分利用效率也存在顯著影響[54]。

3 結(jié)論

紫花苜蓿是世界范圍內(nèi)廣泛種植的多年生優(yōu)良牧草，其營養(yǎng)價值高，適口性好，具有廣泛的生態(tài)適應(yīng)性和穩(wěn)定的生產(chǎn)力，在畜牧業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善方面發(fā)揮重要作用。本研究通過CNKI數(shù)據(jù)庫高級檢索，對有關(guān)紫花苜蓿研究的文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計分析。研究表明，2002—2021年紫花苜蓿研究領(lǐng)域發(fā)文量不斷提高；研究機(jī)構(gòu)主要集中在農(nóng)業(yè)類高校；研究熱點(diǎn)主要集中在紫花苜蓿的品質(zhì)、產(chǎn)量、耐鹽性、抗旱性、抗寒性和秋眠性等方面。