姜 林，李飛騰，佘 容，3，楊曉燕，2，3，*

（1.大理大學(xué) 東喜瑪拉雅研究院，云南 大理 671003；2.大理大學(xué)三江并流區(qū)域生物多樣性保護(hù)與利用云南省創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，云南 大理 671003；3.大理大學(xué)中國(guó)三江并流區(qū)域生物多樣性協(xié)同創(chuàng)新中心，云南 大理 671003）

微生物是指廣泛存在于自然界中，肉眼不可見(jiàn)，必須借助光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡放大數(shù)百倍、數(shù)千倍甚至數(shù)萬(wàn)倍才能觀察到的微小生物［1］，包括細(xì)菌、真菌、放線菌、病毒以及部分小型的原生生物、顯微藻類等。由于體形微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、繁殖迅速、容易變異以及環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，微生物在自然界不同生境中均有分布，并廣泛影響各類生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量平衡［1，2］。

擴(kuò)散是影響微生物傳播的重要因素之一，微生物的擴(kuò)散一般需要介質(zhì)的幫助。微生物利用風(fēng)等通過(guò)空氣介質(zhì)的傳播往往具有一定的局限性，傳播范圍較小，高達(dá)95%的孢子仍然落在其子實(shí)體1m范圍之內(nèi)［3，4］；而依靠生物介質(zhì)的傳播則打破了這種局限，動(dòng)物通過(guò)覓食、排泄和遷徙等活動(dòng)，極大地增加了微生物傳播擴(kuò)散的范圍［5，6］，鳥類尤其如此。鳥類的飛行活動(dòng)可以跨越高山峽谷、河流湖泊，尤其是在遷徙季節(jié)，鳥類甚至能攜帶微生物進(jìn)行跨洲傳播［7－9］。近年來(lái)，禽流感等人畜共患病的全球性公共衛(wèi)生問(wèn)題不斷發(fā)生，嚴(yán)重威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使國(guó)內(nèi)外關(guān)于鳥類對(duì)微生物傳播的研究報(bào)道逐年增加［10－12］。但目前尚未見(jiàn)基于全球范圍的鳥類對(duì)微生物傳播的研究概況分析或相關(guān)的文獻(xiàn)綜述。

本文采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法［13］，對(duì)1900年以來(lái)Web of Science（以下簡(jiǎn)稱WOS）核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)以及中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫(kù)中與鳥類、微生物有關(guān)的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行量化分析［14－16］，以期了解鳥類與微生物關(guān)系的國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究發(fā)展歷程、研究現(xiàn)狀與熱點(diǎn)，并分析已有研究中存在的問(wèn)題，為保護(hù)生物學(xué)、微生物生態(tài)學(xué)及生物地理學(xué)等領(lǐng)域的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)選擇所有文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的采集時(shí)間截止至2020年12月31日。

英文文獻(xiàn)來(lái)源于WOS，檢索表達(dá)式為TS=（bird）AND TS=（Microorganism OR fungus OR bacteria OR virus），檢索時(shí)間跨度為1985年至2020年，檢索的文獻(xiàn)類型為所有文獻(xiàn)類型，剔除重復(fù)和不相干文獻(xiàn)，共得到12221篇可供分析的文獻(xiàn)。

中文文獻(xiàn)來(lái)源于CNKI，檢索表達(dá)式為SU=（'鳥'）AND SU=（'微生物'+'真菌'+'細(xì)菌'+'病毒'），檢索時(shí)間跨度為1915年至2020年，檢索的文獻(xiàn)類型為所有文獻(xiàn)類型，剔除重復(fù)和不相干文獻(xiàn)，共得到563篇可供分析的文獻(xiàn)。

1.2 數(shù)據(jù)分析利用Excel 2016、CiteSpace［17］和Gephi 64，對(duì)收集所得微生物的鳥類傳播研究文獻(xiàn)進(jìn)行年度發(fā)文量、主要研究?jī)?nèi)容等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及可視化處理。使用CiteSpace的突現(xiàn)關(guān)鍵詞分析功能分析某一研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)及其變遷情況。為了解高頻關(guān)鍵詞之間的內(nèi)在關(guān)系，選取出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞，采用Gephi軟件得到高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視圖。

2 結(jié)果

2.1 發(fā)文量年度變化趨勢(shì)1990年以來(lái)，所統(tǒng)計(jì)的文獻(xiàn)發(fā)文量呈現(xiàn)逐步遞增的趨勢(shì)。1990～2002年間，鳥類微生物研究領(lǐng)域年度中文發(fā)文量和英文發(fā)文量均呈零散增加的分布勢(shì)態(tài)，每年只有少數(shù)的文獻(xiàn)發(fā)表；在2003～2020年期間，中英文發(fā)文量快速增加?？傮w來(lái)看，英文年度發(fā)文量遠(yuǎn)多于中文發(fā)文量，見(jiàn)圖1。

圖1 發(fā)文量年度趨勢(shì)圖Fig.1 Trend of annual publication volume

2.2 主要研究?jī)?nèi)容分析文獻(xiàn)關(guān)鍵詞是從論文中提取出來(lái)的最為關(guān)鍵的一組詞，是文獻(xiàn)的關(guān)鍵信息和知識(shí)點(diǎn)。

在英文文獻(xiàn)中，“bird”作為檢索詞出現(xiàn)頻次最高，占所分析文獻(xiàn)總量的23.62%；其次出現(xiàn)頻率較 高的 關(guān) 鍵 詞 為“virus”“infection”“chicken”和“avian influenza”等。研究熱點(diǎn)主要集中在病毒方面，“virus”“avian influenza”“west nile virus”共出現(xiàn)4346次，占所分析文獻(xiàn)的35.56%。此外，家禽也是該研究領(lǐng)域的重點(diǎn)研究對(duì)象，“chicken”“poultry”出現(xiàn)頻次合計(jì)2785次，占所分析文獻(xiàn)總量的22.79%，見(jiàn)表1。

表1 WOS中鳥類微生物研究方面出現(xiàn)頻次排名前10的關(guān)鍵詞Table 1 Top 10 key words in occurrence frequency in bird microorganism in WOS

在中文文獻(xiàn)中，出現(xiàn)頻次最高的前三個(gè)關(guān)鍵詞分別為禽流感病毒、野生鳥類和流行病學(xué)。從具體研究?jī)?nèi)容來(lái)看，該領(lǐng)域主要集中于一些病毒的研究上，禽流感病毒、HN亞型、西尼羅病毒、新城疫病毒、病毒感染等關(guān)鍵詞共出現(xiàn)404次，占統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)發(fā)文總量的71.76%，見(jiàn)表2。

表2 CNKI中鳥類微生物研究方面出現(xiàn)頻次排名前10的關(guān)鍵詞Table 2 Top 10 key words in occurrence frequency in bird microorganism research in CNKI

2.3 研究熱點(diǎn)及其變遷分析從英文文獻(xiàn)的突現(xiàn)關(guān)鍵詞分析結(jié)果來(lái)看（圖2），“virus”“antigen”等詞在1990年就作為突現(xiàn)關(guān)鍵詞首先出現(xiàn)，并且“virus”由1990年一直持續(xù)到2000年，“antigen”由1990年一直持續(xù)到2005年。隨后分子生物學(xué)的發(fā)展使“monoclonal antibody”“DNA”“gene”“nucleotide sequence”“sequence”等成為突現(xiàn)關(guān)鍵詞，并持續(xù)到21世紀(jì)初；與此同時(shí)，“mareks disease”“bacteria”“newcastle disease virus”“escherichia coli”等病原微生物也成為研究的熱點(diǎn)。“human infection”于2013年作為突現(xiàn)關(guān)鍵詞出現(xiàn)，并持續(xù)到2017年。各種先進(jìn)研究技術(shù)手段的應(yīng)用使“gut microbiota”“microbiome”“molecular characterization”等成為突現(xiàn)關(guān)鍵詞，并由2017年持續(xù)到現(xiàn)在，見(jiàn)圖2。

圖2 WOS近30年鳥類微生物研究領(lǐng)域突現(xiàn)關(guān)鍵詞變遷（前35位）Fig.2 Changes of key words appearing in the field of studies on bird microorganisms in the past 30 years in WOS（top 35）

從中文文獻(xiàn)的突現(xiàn)關(guān)鍵詞分析結(jié)果來(lái)看（圖3），突現(xiàn)關(guān)鍵詞從1996年開(kāi)始出現(xiàn)，“疾病”作為突現(xiàn)關(guān)鍵詞首先出現(xiàn)，并一直持續(xù)到1999年，“血清流行病學(xué)”作為突現(xiàn)關(guān)鍵詞由1997年出現(xiàn)，持續(xù)至2001年。此外，最先突現(xiàn)的5個(gè)關(guān)鍵詞基本都與傳染病的防治相關(guān)，從2011年開(kāi)始，“基因重組”“生物學(xué)特性”“序列分析”等成為突現(xiàn)關(guān)鍵詞，隨著基因測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，“高通量測(cè)序”于2016年開(kāi)始成為突現(xiàn)關(guān)鍵詞，見(jiàn)圖3。

高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視圖如圖4和圖5，圖中節(jié)點(diǎn)的大小代表關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率高低，節(jié)點(diǎn)之間的連線表示節(jié)點(diǎn)之間兩組關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次，連線越深表示出現(xiàn)頻次越高，代表兩組關(guān)鍵詞的關(guān)系就越密切［18］。

圖4 英文文獻(xiàn)中鳥類對(duì)微生物傳播研究的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)Fig.4 Keyword co-occurrence network in the field of studies on bird microorganisms from English literature

鳥類與微生物關(guān)系的英文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中較大節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵詞為“bird”“virus”“infection”“chicken”，而“avian influenza”“evolution”“poultry”“transmission”和“west nile virus”等節(jié)點(diǎn)稍小，見(jiàn)圖4。

中文文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中較大節(jié)點(diǎn)顯示的關(guān)鍵詞是“禽流感病毒”“野生鳥類”，而“傳播”“流行病學(xué)”“序列分析”“腸道微生物”等節(jié)點(diǎn)較小且與其他關(guān)鍵詞聯(lián)系不緊密，見(jiàn)圖5。

圖5 中文文獻(xiàn)中鳥類對(duì)微生物傳播研究的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)Fig.5 Keyword co-occurrence network in the field of studies on bird microorganisms from Chinese literature

3 討論與展望

3.1 對(duì)病原病毒的研究是鳥類與微生物共同研究的熱點(diǎn)內(nèi)容國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的研究?jī)?nèi)容、突現(xiàn)關(guān)鍵詞及其共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果均顯示，鳥類對(duì)微生物傳播的研究主要集中于病原微生物方面，這主要是由于病原微生物所引發(fā)的各種疾病會(huì)對(duì)人類自身安全、畜禽養(yǎng)殖及野生動(dòng)物保護(hù)造成威脅，出于對(duì)疾控防治方面的考慮，對(duì)鳥類所攜帶的病原微生物開(kāi)展的研究起步較早，也始終是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。糞口傳播、血液傳播和機(jī)械性攜帶于鳥類體表羽毛是鳥類傳播微生物的主要途徑［19-22］。盡管熱點(diǎn)關(guān)鍵詞隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有所變化，但研究?jī)?nèi)容并沒(méi)有根本改變，仍然是更關(guān)注鳥類對(duì)病原微生物方面的傳播。

3.2 病毒是重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象病毒是國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的主要監(jiān)測(cè)類群，雖然研究對(duì)鳥類所攜帶的各類經(jīng)腸道傳播的病原微生物，以及機(jī)械性攜帶于鳥類體表羽毛的致病性細(xì)菌也有關(guān)注［22-24］。在病毒學(xué)方面，對(duì)禽流感病毒的研究最為深入和廣泛，研究學(xué)者普遍認(rèn)為游禽和涉禽是禽流感病毒的自然生存庫(kù)［11，25］；此外，對(duì)其他病毒（如西尼羅河病毒、新城疫病毒等）也有相關(guān)研究開(kāi)展［26-28］。造成這種現(xiàn)象的原因可能是由于病毒所引起的相關(guān)疾病（如禽流感、新城疫等）難防難控［29］，而細(xì)菌所引發(fā)的疾病幾乎都能用抗生素進(jìn)行治療，沒(méi)有導(dǎo)致特別大的損失［30，31］。因此，相關(guān)研究人員需要將鳥類攜帶的病原細(xì)菌及真菌納入監(jiān)測(cè)研究體系，尤其是需要加強(qiáng)對(duì)耐藥細(xì)菌和真菌的監(jiān)測(cè)，以防止鳥類導(dǎo)致的大面積耐藥菌傳播的發(fā)生。

3.3 未來(lái)研究展望鳥類對(duì)微生物的傳播包括對(duì)病原微生物和非病原微生物的傳播，而已有研究發(fā)現(xiàn)鳥類可以將魚卵攜帶到沙漠新形成的小湖泊中［32，33］，因此，鳥類的遷徙應(yīng)該也會(huì)影響微生物多樣性格局的形成。但是目前已有研究鮮少涉及對(duì)非病原微生物的傳播方面，關(guān)于鳥類對(duì)微生物多樣性格局形成和維持的影響研究還是空白，同時(shí)，歷史因素和環(huán)境因素對(duì)微生物多樣性格局形成和維持的相對(duì)影響都還是目前生態(tài)學(xué)領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題［34-36］。從鳥類對(duì)微生物傳播的視角開(kāi)展研究可幫助人類更加全面的理解微生物多樣性空間格局的形成和維持機(jī)制。

致謝感謝大理大學(xué)東喜瑪拉雅研究院肖文研究員、張淑霞高級(jí)工程師在本研究過(guò)程中提供的指導(dǎo)和幫助。感謝大理大學(xué)三江并流區(qū)域生物多樣性保護(hù)與利用云南省創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，中國(guó)三江并流區(qū)域生物多樣性協(xié)同創(chuàng)新中心對(duì)本研究的支持。