胡安東，張明洋，程振濤，姜海波，文明

（1.貴州大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽 550025；2.貴州大學(xué)動物疫病研究所，貴州 貴陽 550025；3.貴州省動物疫病與獸醫(yī)公共衛(wèi)生重點實驗室，貴州 貴陽 550025）

轉(zhuǎn)錄組學(xué)（Transcriptomics）是從RNA 水平上研究特定細胞或組織中基因轉(zhuǎn)錄情況及其轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律的科學(xué)[1]；轉(zhuǎn)錄組是特定細胞或組織所能轉(zhuǎn)錄出來的所有RNA 的總和[2]，包括信使RNA、核糖體RNA、轉(zhuǎn)運RNA 和非編碼RNA[3]，是連接基因組遺傳信息與蛋白質(zhì)組生物功能的紐帶。轉(zhuǎn)錄組研究能夠獲得某一物種特定組織或器官在某一狀態(tài)下的幾乎所有轉(zhuǎn)錄本信息，在基礎(chǔ)研究、臨床診斷和藥物研發(fā)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。因此，轉(zhuǎn)錄組學(xué)是目前研究最多、應(yīng)用最廣的方向之一[4,5]。

隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)和儀器設(shè)備的發(fā)展，轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究手段也不斷革新，從最初的微陣列技術(shù)到基因表達標簽測序技術(shù)，再到目前的高通量測序技術(shù)即RNA-Seq 技術(shù)。RNA-Seq 技術(shù)是一種基于Illumina 高通量測序平臺的轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)，能夠在單核苷酸水平上檢測任意物種的整體轉(zhuǎn)錄活動，在分析轉(zhuǎn)錄本的結(jié)構(gòu)和表達水平的同時，還能發(fā)現(xiàn)未知轉(zhuǎn)錄本和稀有轉(zhuǎn)錄本，精確地識別可變剪切位點以及編碼序列單核苷酸多態(tài)性（cSNP），提供最全面的轉(zhuǎn)錄組信息[6]。RNA-Seq 技術(shù)推動了生命科學(xué)領(lǐng)域的變革，使對生物進行細致全貌的分析成為可能[7,8]，近年來已廣泛應(yīng)用于魚類研究中[9-16]。

魚類是最古老的脊椎動物，棲居在地球所有的水生環(huán)境中，包括從淡水的溪流、湖泊到咸水的海洋。魚肉營養(yǎng)豐富，味道鮮美，易被人體消化吸收，是人們最喜愛的動物性食品之一。因此，魚類研究歷來深受重視，并較早地開展了魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究，取得了卓有成效的業(yè)績。本文擬通過文獻檢索基于RNA-Seq 技術(shù)魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究文獻，分析魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究趨勢，為今后魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究提供借鑒。

1 材料與方法

所檢索的研究文獻來源于美國科學(xué)情報研究所（ISI）Web of Science（WOS）核心數(shù)據(jù)庫（http://apps.webofknowledge.com），檢索主題詞為“RNA-Seq”and“fish”，檢索語言類型為“English”，檢索文獻類型為“Article”，檢索時間跨度為2010.01.01 至2018.12.31。統(tǒng)計分析軟件采用CitespaceV 和VOSviewer 可視化軟件，統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息包括文獻題目、作者、關(guān)鍵詞、摘要、參考文獻等，分析指標中心性（節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中重要性的體現(xiàn)）包括論文發(fā)表數(shù)量、文獻提供國家與機構(gòu)分布、高產(chǎn)作者及高頻次關(guān)鍵詞等。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究論文發(fā)表數(shù)量

通過Web of Science 核心合集數(shù)據(jù)庫檢索，結(jié)果發(fā)現(xiàn)2010—2018 年收錄有關(guān)基于RNA-Seq 技術(shù)魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究文獻687 篇，其中2010—2018年每年發(fā)表的篇數(shù)分別為5 篇、6 篇、22 篇、38 篇、58 篇、118 篇、120 篇、151 篇和169 篇，逐年遞增，尤其2014 年之后，數(shù)量快速提升（圖1），說明RNA-Seq 技術(shù)在魚類轉(zhuǎn)錄組研究中得到了廣泛的應(yīng)用。

2.2 論文發(fā)表國家及機構(gòu)分布

經(jīng)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，發(fā)表基于RNA-Seq 技術(shù)魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究文獻分布在31 個國家1017 個機構(gòu)，其中前20 個國家發(fā)表論文數(shù)量占發(fā)表論文總數(shù)的96.2%，而中國、美國和德國占據(jù)前三名，分別發(fā)表論文246 篇、169 篇和54 篇，說明這三個國家是魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)領(lǐng)域的主要研究力量。但從研究文獻中心性來看，中國發(fā)表論文的中心性僅為0.06（排名第六），而美國（0.57）、澳大利亞（0.22）和德國（0.16）位列前三名（圖2），說明我國有關(guān)基于RNA-Seq 技術(shù)魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究文獻在國際網(wǎng)絡(luò)圖譜中的鏈接作用較小。

在發(fā)表基于RNA-Seq 技術(shù)魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究文獻的1017 個機構(gòu)中，前20 個機構(gòu)共發(fā)表研究論文653 篇，占研究論文發(fā)表總量的95.1%（圖3），其中美國奧本大學(xué)、中國水產(chǎn)科學(xué)研究院和上海海洋大學(xué)分居前三位，且在前二十的機構(gòu)中，中國占9所，說明在魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)領(lǐng)域中，中國有強大的研究團隊和出色的研究能力。

2.3 研究文獻作者分布

表1 發(fā)表魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究文獻的高產(chǎn)作者一覽表（前10 位）Tab.1 Top 10 authors in publications on fish transcriptomics

匯總發(fā)現(xiàn)，發(fā)表文獻數(shù)量最多前10 位作者總計發(fā)表論文數(shù)量為138 篇，占研究論文發(fā)表總量的20.0%（表1），其中青島農(nóng)業(yè)大學(xué)LI CHAO 教授、美國奧本大學(xué)LIU ZHANJIANG 教授和中國海洋大學(xué)LIU SHIKAI 教授，分別占研究論文發(fā)表的前三甲。LI CHAO 教授主要從事水生動物免疫學(xué)研究，尤其是魚類黏膜免疫屏障抗菌機制研究，還涉及群體遺傳學(xué)、分子生態(tài)學(xué)及宏基因組學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域[17]；LIU ZHANJIANG 教授主要從事魚類分子遺傳學(xué)與生物技術(shù)研究，特別是魚類分子遺傳和基因組學(xué)研究，在鯰Parasilurus asotus 和斑點叉尾鮰Ictalurus punctatus 遺傳育種研究上取得了卓越成績[18-20]；LIU SHIKAI 教授發(fā)文主要在水產(chǎn)動物基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組測序分析、分子標記開發(fā)、高密度芯片構(gòu)建、重要經(jīng)濟性狀精細遺傳解析和基因組選擇育種等領(lǐng)域的工作[21-24]。

2.4 論文收錄期刊及高引論文分布

經(jīng)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，在發(fā)表基于RNA-Seq 技術(shù)魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究的687 篇文獻中，共有194 種期刊錄用，其中前20 期刊收錄的研究論文數(shù)量為405 篇，占研究論文發(fā)表總量58.9%，占前三位的期刊分別是BMC GENOMICS、PLOS ONE 和FISH &SHELLFISH IMMUNOLOGY，錄用論文數(shù)量分別是66 篇、62 篇和48 篇（圖4）。

經(jīng)高引論文分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)表在CELL 的關(guān)于lincRNAs 在魚類胚胎發(fā)育中功能研究論文，被引次數(shù)達533 次，名列第一高引論文；發(fā)表在Nature Genetics 的關(guān)于比目魚全基因組測序分析研究論文，被引次數(shù)為239 次，名列第二高引論文；發(fā)表在GENOME RESEARCH 的關(guān)于無參考基因組物種測序技術(shù)優(yōu)化策略研究論文，被引次數(shù)為236 次，名列第三高引論文。

2.5 研究論文關(guān)鍵詞聚類

采用VOSviewer 可視化軟件對檢索的687 篇研究文獻高頻次關(guān)鍵詞進行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)頻次大于70 次的關(guān)鍵詞有20 個，分別是unigene（單個基因）、infection（感染）、evolution（進化）、immunity（免疫）、SNP（單核苷酸多態(tài)性）、cell（細胞）、immune system（免疫系統(tǒng)）、genome（基因組）、exposure（暴露）、stress（脅迫）、KEGG（KEGG 數(shù)據(jù)庫,京都基因和基因組百科全書，Kyoto encyclopaedia of genes and genomes，KEGG）、treatment（處理）、enrichment analysis（富集分析）、marker（標記）、environment（環(huán)境）、DEG（差異表達基因differentially expressed gene）、trait（性狀）、male（雄性）、sex（性別）和pathogen（病原）。綜合研究文獻發(fā)現(xiàn)，魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究主要集中在以下5 個方向，即轉(zhuǎn)錄組注釋、新轉(zhuǎn)錄本鑒定、轉(zhuǎn)錄后修飾（RNA 剪接）、單核苷酸多態(tài)性鑒定和轉(zhuǎn)錄水平量化。

3 討論

從2010—2018 年近十年間，WOS 核心數(shù)據(jù)庫中檢索發(fā)現(xiàn)，隨著轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)革新進程，魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究熱度和關(guān)注度不斷提高，有關(guān)魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究文獻數(shù)量呈逐年快速增長態(tài)勢；中國、美國和德國是魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)領(lǐng)域研究的主要國家，美國奧本大學(xué)、中國水產(chǎn)科學(xué)研究院和上海海洋大學(xué)是該領(lǐng)域研究最多的科研機構(gòu)，BMC GENOMICS、PLOS ONE 和FISH &SHELLFISH IMMUNOLOGY是錄用和發(fā)表魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究論文最多的期刊，LI CHAO、LIU ZHANJIANG 和LIU SHIKAI 是發(fā)表魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究文獻數(shù)量前三位的作者，取得較大成績和享有較高知名度，引領(lǐng)著魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)的研究發(fā)展。

科學(xué)文獻引證分析是確定領(lǐng)域研究基礎(chǔ)的有效方法，而關(guān)鍵詞是論文研究內(nèi)容的高度概括與集中描述。通過比對分析發(fā)現(xiàn)，在有關(guān)魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究中，高頻關(guān)鍵詞主要集中在轉(zhuǎn)錄組注釋、新轉(zhuǎn)錄本鑒定、轉(zhuǎn)錄后修飾（RNA 剪接）、單核苷酸多態(tài)性分析和轉(zhuǎn)錄水平量化等。這些分析結(jié)果為今后魚類轉(zhuǎn)錄組研究提供了有益的參考。

RNA-Seq 技術(shù)的廣泛應(yīng)用還不到10 年，隨著分子生物學(xué)研究不斷發(fā)展，RNA 測序技術(shù)的瓶頸問題越來越少。以往RNA-Seq 技術(shù)主要針對成熟、具ploy-A 尾的mRNA 進行轉(zhuǎn)錄組研究，而目前科技工作者已轉(zhuǎn)向?qū)RNA 以外的RNA 研究，包括總RNA、pre-mRNA 以 及 ncRNAs（miRNA、siRNA、piRNA、snoRNAs、snRNA、lncRNA 和circRNA）。相信隨著RNA-Seq 技術(shù)的不斷發(fā)展和測序成本的不斷降低，魚類轉(zhuǎn)錄組學(xué)將會有更加深入的研究和發(fā)現(xiàn)。