肉牛是指专门用于生产肉类产品的牛,不同品种的肉牛具有不同的生长速度、体型大小、肉质等特点。肉牛育种是改良和培育肉牛品种的过程,目的是通过改良肉牛品种的性状,提高肉牛的生长速度、肉质品质和抗病性能,从而增加肉牛养殖业的生产效益和市场竞争力。
本文旨在通过对肉牛育种研究现状的全面梳理,对肉牛产业的育种进行探索和支撑。为此,通过构建检索策略,基于SCI论文的角度,全面搜集肉牛育种相关文献,通过文献计量、文本分析以及综合评估,从发文量、国家布局、研发主体、学科分布、研究主题等多个方面来分析肉牛育种领域的最新进展和趋势。不仅聚焦育种目标中生长速度、肉质品质、抗病能力、适应性和环境保护等肉牛相关性状的优化和提升,还对基因组学、转基因、细胞和组织培养、基因编辑等技术在肉牛育种的应用给予充分关注。通过本研究,希望可以为肉牛产业的育种研究提供新的思路和支持,促进肉牛产业的可持续发展,满足居民对高品质肉类不断增长的需求。
一、数据来源
本研究将肉牛育种相关技术划分为“遗传学与杂交育种”、“分子育种”、“全基因组关联育种”和“基因工程育种”四个子领域,利用Web of Science数据库,分别构建检索式,提取2012年至2022年发表的SCI论文作为分析的最终数据集。
二、结果分析
(一)发文量及发文趋势
2012-2022年,全球肉牛育种领域共发表论文2746篇,发文数量的年度变化趋势如图1所示。可以看出,全球肉牛育种研究总体呈上升趋势(黄色线),2012-2017年论文量在230篇上下波动,2017年以后呈现出快速增长的势头,至2020年已突破310篇,之后稍有回落。

图1 肉牛育种领域论文数量与CNCI年度变化趋势
图1还展示了肉牛育种领域SCI论文的全球相对影响力(Category Normalized Citation Impact,CNCI)的年度变化趋势。可以看出,肉牛育种领域大部分年份的CNCI值(蓝色线)位于1以下,在0.9上下波动,仅2014年突破1,表明近十年肉牛育种领域的研究并未在科学界产生较大影响,总体趋势平稳,不属于热点研究领域。
(二)国家布局
美国是肉牛育种领域文献最主要的贡献者,共产出论文654篇,占该领域全球论文总量的23.82%;其次是巴西,共产出论文571篇,占该领域全球论文总量的20.79%;中国虽然排名第三,但发文量仅有408篇,占该领域全球论文总量的14.86%,与美国及巴西存在较大差距。
排名 |
名称 |
WOS 论文数 |
领域占比 |
总被引频次 |
CNCI |
1 |
美国 |
654 |
23.82% |
9,242 |
1.08 |
2 |
巴西 |
571 |
20.79% |
5,463 |
0.81 |
3 |
中国 |
408 |
14.86% |
4,035 |
0.82 |
4 |
澳大利亚 |
255 |
9.29% |
4,895 |
1.41 |
5 |
加拿大 |
149 |
5.43% |
2,985 |
1.26 |
6 |
意大利 |
123 |
4.48% |
1,456 |
0.96 |
7 |
爱尔兰 |
120 |
4.37% |
1,903 |
1.35 |
8 |
英国 |
114 |
4.15% |
1,934 |
1.27 |
9 |
波兰 |
109 |
3.97% |
793 |
0.56 |
10 |
德国 |
97 |
3.53% |
1,783 |
1.00 |
全球基准值 |
2,746 |
-- |
30,294 |
0.88 |
表1 2012-2022年肉牛育种领域文献的TOP10来源国家
肉牛育种领域TOP10国家竞争态势如图2所示。可以发现,美国在发文量、总被引频次方面的表现最佳,论文相对影响力CNCI中等;巴西和中国在发文量、总被引频次方面的表现虽然不错,但在论文相对影响力CNCI方面却落后于人;澳大利亚论文的CNCI最高,发文量、总被引频次均处于中等水平。

图2 肉牛育种领域SCI论文TOP10来源国家的竞争态势
(三)机构分布
肉牛育种领域TOP10发文机构中,有3家来自中国、2家来自巴西、2家来自澳大利亚,其余3家分别来自爱尔兰、加拿大和美国;巴西圣保罗州立大学以论文量246篇位居该领域全球第一,总被引频次也排名第一,CNCI 0.93高于该领域全球平均水平(0.88)、位列第八;中国西北农林科技大学论文总量172篇排名第二,总被引频次也排名第二,但CNCI 0.75仅排名第九;上榜中国机构中,爱尔兰农业与食品发展部、澳大利亚昆士兰大学虽然发文量不是最多的,但这二者的影响力却不低,CNCI位居前两位,总被引频次分列三、四位。
表2 肉牛育种领域TOP10发文机构
序号 |
名称 |
国家或地区 |
WOS 论文数 |
总被引频次 |
CNCI |
1 |
圣保罗州立大学 |
巴西 |
246 |
2867 |
0.93 |
2 |
西北农林科技大学 |
中国 |
172 |
1885 |
0.75 |
3 |
圣保罗大学 |
巴西 |
118 |
1423 |
0.97 |
4 |
中国农业科学院 |
中国 |
102 |
1110 |
1.01 |
5 |
爱尔兰农业与食品发展部 |
爱尔兰 |
101 |
1729 |
1.47 |
6 |
昆士兰大学 |
澳大利亚 |
90 |
1836 |
1.63 |
7 |
中国科学院动物科学研究所 |
中国 |
88 |
1014 |
1.03 |
8 |
新英格兰大学 |
澳大利亚 |
81 |
1460 |
1.21 |
9 |
圭尔夫大学 |
加拿大 |
73 |
999 |
1.18 |
10 |
德州农工大学 |
美国 |
59 |
438 |
0.59 |
全球基准值 |
-- |
2,746 |
30294 |
0.88 |
表3和表4分别列出了中国和中国以外地区发文量排名前十机构的名称,供相关领域研究人员、研究机构和管理部门参考。
表3 肉牛育种领域中国TOP10发文机构
序号 |
名称 |
机构类型 |
WOS论文数 |
总被引频次 |
CNCI |
1 |
西北农林科技大学 |
大学 |
172 |
1885 |
0.75 |
2 |
中国农业科学院 |
研究所 |
102 |
1110 |
1.01 |
3 |
中国科学院动物科学研究所 |
研究所 |
88 |
1014 |
1.03 |
4 |
中国农业大学 |
大学 |
28 |
198 |
0.72 |
5 |
江苏师范大学 |
大学 |
25 |
374 |
0.46 |
6 |
吉林大学 |
大学 |
19 |
123 |
0.47 |
7 |
四川农业大学 |
大学 |
16 |
135 |
0.86 |
8 |
青海大学 |
大学 |
14 |
129 |
0.98 |
9 |
河南省农业科学院 |
研究所 |
14 |
65 |
0.50 |
10 |
南京农业大学 |
大学 |
13 |
154 |
0.54 |
11 |
新疆农业大学 |
大学 |
13 |
17 |
0.34 |
12 |
山东省农业科学院 |
研究所 |
13 |
54 |
0.77 |
中国基准值 |
-- |
408 |
4035 |
0.82 |
表4 肉牛育种领域国外TOP10发文机构
序号 |
名称 |
国家或地区 |
WOS 论文数 |
总被引频次 |
CNCI |
1 |
圣保罗州立大学 |
巴西 |
246 |
2867 |
0.93 |
2 |
圣保罗大学 |
巴西 |
118 |
1423 |
0.97 |
3 |
爱尔兰农业与食品发展部 |
爱尔兰 |
101 |
1729 |
1.47 |
4 |
昆士兰大学 |
澳大利亚 |
90 |
1836 |
1.63 |
5 |
新英格兰大学 |
澳大利亚 |
81 |
1460 |
1.21 |
6 |
圭尔夫大学 |
加拿大 |
73 |
999 |
1.18 |
7 |
德州农工大学 |
美国 |
59 |
438 |
0.59 |
7 |
佛罗里达大学 |
美国 |
58 |
772 |
1.01 |
9 |
乔治亚大学 |
美国 |
55 |
582 |
1.29 |
10 |
贝洛塔斯联邦大学 |
巴西 |
51 |
444 |
0.80 |
12 |
都柏林大学 |
爱尔兰 |
51 |
569 |
0.90 |
全球基准值 |
-- |
2746 |
30294 |
0.88 |
(四)学科分布
以ESI分类为学科判定依据,统计肉牛育种领域文献的学科分布情况,如图3所示。可以看出,该领域的论文主要来自动植物科学Plant & Animal Science,共有相关论文1,317篇,占比47.96%;来自农业科学Agricultural Sciences和分子生物学与遗传学Molecular Biology & Genetics两个学科的论文也较多,相关论文量分别为629篇和512篇,占比分别为22.91%和18.65%。

图3 2012-2022年肉牛育种领域文献的ESI学科分布
(五)期刊分布
刊载本领域论文量排名前十期刊如表5所示,这些期刊的出版地均为国外,表明国内出版的期刊在该领域的科学交流体系中尚未占据优势地位。
表5 2012-2022年刊载肉牛育种领域论文量排名前十期刊
序号 |
Name |
影响因子 |
载文量 |
出版地 |
ISSN |
1 |
Journal of Animal Science |
287 |
3.338 |
USA |
0021-8812 |
2 |
Livestock Science |
146 |
1.929 |
Netherlands |
1871-1413 |
3 |
Animals |
110 |
3.231 |
Switzerland |
2076-2615 |
4 |
Plos One |
93 |
3.752 |
USA |
1932-6203 |
5 |
Genetics Selection Evolution |
87 |
5.1 |
France |
0999-193X |
6 |
Animal Production Science |
81 |
1.57 |
Australia |
1836-0939 |
7 |
Animal |
74 |
3.73 |
England |
1751-7311 |
8 |
BMC Genomics |
69 |
4.558 |
England |
1471-2164 |
9 |
Frontiers in Genetics |
66 |
4.772 |
Switzerland |
1664-8021 |
10 |
Animal Genetics |
64 |
2.884 |
England |
0268-9146 |
(六)主题分布
本研究中肉牛育种领域文献共被划入300多个Citation Topic,以文字大小代表主题的相关文献数、文字颜色代表主题的CNCI绘制肉牛育种领域主题云图,结果如图4所示。可以看出,抗病育种是肉牛育种领域最重要的课题,关于莱姆病Lyme Disease、结核分枝杆菌Mycobacterium Tuberculosis、抗生素耐药性Antibiotic Resistance、多杀性巴斯德菌Pasteurella Multocida等研究主题的表现非常突出;肉质Meat Quality和瘤胃Rumen是肉牛育种领域两个重要的研究课题,黄体Corpus Luteum、群体遗传学Population Genetics、精子Spermatozoa等遗传学相关主题以及微卫星Microsatellites、全基因组关联研究Genome-Wide Association Studies、核糖核酸序列RNA-Seq等基因组相关研究在肉牛育种领域所占的比重也较大。
图4中,以文字颜色代表相应主题所含论文的CNCI,反映各主题的全球影响力,文字颜色越接近暗红色影响力越大,越接近墨绿色影响力越小。从中可以看出,机械通气Mechanical Ventilation、肌酸Creatine、流感Influenza是肉牛育种领域最具影响力的研究主题,妊娠糖尿病Gestational Diabetes Mellitus、金黄色葡萄球菌Staphylococcus Aureus、谷胱甘肽硫转移酶GSTM1、登革热Dengue、卡斯特牛Caste、创伤后应激障碍PTSD等相关主题的影响力也较大。

图4 2012-2022年肉牛育种领域文献主题云图
图5分别展示了中国和中国以外地区肉牛育种领域研究主题的分布情况。可以看出,中国学者和机构重点布局黄体Corpus Luteum、肉质Meat Quality、群体遗传学Population Genetics、瘤胃Rumen、微卫星Microsatellites、结核分枝杆菌Mycobacterium Tuberculosis等研究主题;国外学者和机构着重研究莱姆病Lyme Disease、精子Spermatozoa、抗生素耐药性Antibiotic Resistance、多杀性巴斯德菌Pasteurella Multocida、全基因组关联研究Genome-Wide Association Studies、核糖核酸序列RNA-Seq等研究主题。

图5 肉牛育种领域中外聚焦主题对比情况
三、结论
以“遗传学与杂交育种”、“分子育种”、“全基因组关联育种”和“基因工程育种”四个子领域为切入点,分析肉牛育种领域的基础科学研究态势,结果表明:
(1)2012-2022年,全球肉牛育种领域共发表论文2746篇,2017年以后呈现出快速增长的势头。近十年肉牛育种领域科研论文产出量虽逐年上升,但并未在科学界产生较大影响,总体趋势平稳,不属于热点研究领域;
(2)美国是肉牛育种领域文献最主要的贡献者,占该领域全球论文总量的23.82%;其次是巴西,占该领域全球论文总量的20.79%;中国排名第三,占该领域全球论文总量的14.86%,与美国及巴西存在较大差距。中国在肉牛育种领域的论文产出量虽然相对较大,但论文相对影响力却明显落后,中国的研究机构也存在同样的问题,未来国家层面和机构层面均应着重加强论文质量和影响力的提升;
(3)全球肉牛育种领域国外出版物在该领域的科学交流体系中占有绝对优势,国内期刊尚处于劣势地位,与我国在该领域的科研产出量之间存在较大的不平衡;
(4)肉牛育种领域相关研究侧重于使用动植物科学、农业科学、分子生物学与遗传学等学科的理论和方法创新肉牛育种技术,抗病育种、遗传学、基因组等方面的研究主题在其中占有很大份额;
(5)机械通气、肌酸、流感是肉牛育种领域最具影响力的研究主题,妊娠糖尿病、金黄色葡萄球菌、谷胱甘肽硫转移酶、登革热、卡斯特牛、创伤后应激障碍等相关主题的影响力和关注付较高;
(6)中外学者研究主题分布重点有所差异。中国学者和机构重点布局黄体、肉质、群体遗传学、瘤胃、微卫星、结核分枝杆菌等研究主题;国外学者和机构着重研究莱姆病、精子、抗生素耐药性、多杀性巴斯德菌、全基因组关联研究、核糖核酸序列等研究主题。中国应紧跟国际前沿,开展原创性、前瞻性的研究布局。
作者:周丽英,史荣卿,薛佳琪(中国农大);赵静娟,串丽敏(皇家娱乐城 )