玉米研究的十年之跃(图文)
近10年,玉米在我国粮食作物生产中分量不断增加。2006年,国内玉米种植规模和产量首次超过小麦,跃居禾谷类作物第二位,其产量接近占粮食总量30%;2009年玉米种植面积2666万公顷,首次超过水稻;2012年玉米产量上也越过稻谷,成为第一大粮食作物品种。
和生产发展同步,我国玉米相关科学研究也是方兴未艾。我国玉米研究进展到什么位次?最近,学校图书馆情报研究中心完成一项有意思的分析报告,从发表论文的角度展示玉米研究的十年变化:中国研究人员十年间实现了一个飞跃;而我校师生,在这一跃中的表现分外出彩。
不断上楼梯的玉米研究论文 ——我校研究文章数量连续3年位居第一
图书馆情报研究中心研究者李晨英、静发冲的统计报告,以汤姆森路透WOS合集数据库为基础数据源,采用文献计量方法,对2005年以来发表的相关玉米研究文章进行统计分析。数据显示:我国玉米研究在数量上已经成为领跑者,而在质量上也跻身第一梯队。
根据统计报告对以国家为单位的学术影响力比较。过去10年中,美国发文量(按通讯作者所属国家统计,下同)基本保持在450-500篇;而我国论文数量在2005年为62篇,此后节节攀升,至2014年已至507篇。从位次来说,研究文章产出稳定的美国较长时间稳居首位,中国自2006年起连续6年(除2008年外)数量稳居第二位,2013年逆袭,连续两年在产量上已经领先一步。而以“综合影响力指标I3”来评价研究文章质量,美国一直稳居首位;中国论文数量快速增长的同时,影响力差距在不断缩小——如果反映在图表上,和其他国家平稳的态势相比,中国论文数量及综合影响力I3表现为节节高的趋势。报告分析,未来玉米研究领域竞争态势,主要是中美之间的竞争,更多体现在论文质量方面,我国还需继续提高研究水平。
这份统计报告还具体对以机构为单位的学术影响力进行了比较。我校师生的成绩单让人意想不到:一是从2006年我校在玉米研究领域年度发文量进入第一梯队以后,一直出现在前十位行列,2012年以来我校发文量保持在70篇以上,连续3年已经位居世界第一。二是我校在该领域综合影响力指标I3仅次于美国农业部农业研究局。美国的农业部农业研究局以及爱荷华州立大学连续十年位居TOP10排行榜;我校九度上榜,2008 年I3跃居第二位,2012年开始超过美国农业部农业研究局,但十年整体水平仍有不及。
如果同时考察高水平论文(即被引频次百分位等级90%)与发文量位次、综合影响力指标 I3 位次的差值,我校与美国农业部农业研究局以及其他机构相比仍有待进一步提高,明尼苏达大学、霍恩海姆大学、国际玉米小麦改良中心等机构高水平论文方面的表现相对更加显著。我国(包括我校)需要进一步加强和美、加、德、法等国顶级机构的高水平合作。
论文数据的背后:种子的力量
进一步对统计数据细读,按校内机构来说,国家玉米改良中心是我校玉米遗传育种研究的重镇,他们为上述论文产出的“成绩单”带来了三分之一以上的贡献。
自上世纪50年代开始,以我国老一辈科学家李竞雄教授为学科带头人的研究团队,在国内大力推动玉米杂种优势利用研究,由此带动全国玉米杂交种选育推广,为我国玉米增产增收作出了重大贡献。之后,以戴景瑞、许启凤、宋同明教授为代表的创新研究团队,相继在高产育种、高油玉米等资源创新方向上开展工作——1998年农业部依托学校建立国家玉米改良中心,这一代科学家是中心创建者。
玉米中心成立以后,戴景瑞院士带领的这支队伍在开展群体改良、自交系和杂交种选育的同时,较早地开展分子育种技术的研究和应用。他们以分子标记辅助育种为目标,先后探索了RAPD、RFLP和SSR等分子标记技术对育种材料进行聚类分析和杂种优势群的划分,开展了全基因组的连锁图谱的构建和重要农艺性状的分子标记定位研究,同时对玉米基因的差异表达、产量性状QTL与杂种优势的遗传基础以及杂种优势的预测等方面都开展了逐步深入的研究——科研人员勤奋工作,创新型研究的成果积累和释放,是中心论文高产出的基本原因。
研究高产也是玉米中心近年人才奋兴的必然结果。在国家玉米改良中心楼二层有一张关于玉米育种研究队伍的“谱系图”——以中青年为主体的研究队伍已经形成,这些中青年研究者包括年纪稍长的李建生、陈绍江、王守才、徐明良,以及更加年轻的赖锦盛、贺岩、田丰、林中伟、杨小红等。而这些研究者,也正是玉米育种研究高水平论文的作者:2005年以来我校在C-N-S以及NG杂志发表的论文中,主要涉及玉米的有4篇,分别来自他们中的赖锦盛(2篇)、李建生(1篇)、徐明良(1篇)。而在WOS中检索,通讯作者为我校研究人员、文章被归入其学术领域中最优秀1%的作者群中,玉米中心这支队伍也是较多出现的几个群体之一。特别值得一提的,其中多位是“70后”,近年作为不同层次入校,迅速成为玉米中心的新生代力量。
从生物学角度说,育种需要好的遗传资源,还需要好的环境等多种因素;科研产出也是如此——比如相对宽松的科研环境,学校科研工作不设硬性指标,不搞短期绩效考核,尽可能排除浮躁和急功近利的影响,有利于让老师们潜心研究。徐明良教授团队历经10年研究,克隆了玉米抗丝黑穗病的数量性状基因,揭示抗病机理及分子进化机制,就是其中的典型事例。
另一个发现
依据WOS数据库检索结果,对我校玉米研究整体优势的形成,资源环境学科同样做出了重要贡献。在情报中心以上统计的60多个校内机构的501篇“玉米”主题研究文章中,不计以“资源环境学院”为单位,通讯作者来自“植物营养系”“植物-土壤互作重点实验室”“植物营养重点实验室”“资源环境与粮食安全研究中心”等机构的文章就有80多篇。从中可以了解,这十年工作中,玉米是他们“养分资源综合管理理论和技术体系”研究中基本的、也是最重要的对象之一。
我校资源环境学科是中国近代土壤学和植物营养学的发源地。对这个学科的研究者来说,截止到2014或2015又是一个新十年——1992年前后,他们提出了植物营养科学的概念和研究领域,用10年时间基本上建立我国植物营养研究的理论体系,研发了大量的应用技术。其中,对植物营养性状遗传性的认识推动了植物营养学与生物技术的结合,形成了植物营养遗传学与分子生物学;对土壤养分时空变异性的认识推动了植物营养学与信息技术的结合,形成了精确施肥和精确农业;对土壤养分生物有效性的认识推动了植物一土壤相互作用机理的研究,形成了根际生态学;对养分作用双重性的认识推动了植物营养学与环境科学的结合,形成了植物营养环境技术等研究领域;基于养分资源特性的认识,深入进行养分资源综合管理理论与技术的研究……
最近十年开始之际(2004年),我校资源环境学科的研究者们曾经联名完成《十多年来我国植物营养研究的部分进展与启示》,文章中重要的一个分析就是“发展具有我国特色养分资源综合管理理论和技术体系是我国植物营养今后的重要研究方向之一”。这篇文章可能也是了解这个学科研究的一个入口——这篇并不很长的文章署名有10多位作者,其中包括张福锁、李隆、李春俭、陈新平、米国华、巨晓棠、刘学军等。“巧合”的是,检索发现,这些科研工作者也正是我校在该学术领域中最优秀1%论文的基本通讯作者群。
资源环境学科和作物遗传与育种学科在玉米研究领域的“相遇”,正是我校传统学科从不同的研究原点出发,围绕国家农业科技重大需求和国际学术前沿,不断向前开展研究的缩影。同样以这种方式汇聚的,还有生物学、畜牧学、农业工程……
与这种学科之间“相遇”同时发生的,还有学科内顶天立地的的“结合”:还是以作物遗传与育种、资源环境学科为例,在以国际论文开展“学术对话”的同时,他们的努力同样直接田间地头,包括新品种的培育以及育成品种的推广、生产技术集成与示范,其中推广面积、增产量常常是以万、亿为单位级来计量。
十年,“玉米”研究论文所反映的,是学校的实力,但不是实力的全部。