植物辐射育种和航天育种研究现状与热点分析

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-1009

中国农学通报 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (15): 36-47.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-1009

植物辐射育种和航天育种研究现状与热点分析

施秀娟¹(), 赵锐明¹, 齐耀东², 栗孟飞¹, 魏雪苹²()

¹ 甘肃农业大学农学院/省部共建干旱生境作物学国家重点实验室，兰州 730070
² 中国医学科学院药用植物研究所，北京 100193

收稿日期:2025-12-30 修回日期:2026-05-16 出版日期:2026-08-15 发布日期:2026-08-13
通讯作者:
魏雪苹，女，1986年出生，山东济南人，副研究员，博士，研究方向：药用植物资源学。通信地址：100193 中国医学科学院药用植物研究所，E-mail：xpwei@implad.ac.cn。
作者简介:
施秀娟，女，2001年出生，甘肃岷县人，硕士研究生，研究方向：药用植物育种与生态研究。通信地址：730070 甘肃省兰州市甘肃农业大学农学院省部共建干旱生境作物学国家重点实验室，E-mail：1754512579@qq.com。
基金资助:
宁波市重点研发计划暨“揭榜挂帅”项目(2023Z120)

Research Progress and Emerging Trends in Plant Radiation Breeding and Space Breeding

SHI Xiujuan¹(), ZHAO Ruiming¹, QI Yaodong², LI Mengfei¹, WEI Xueping²()

¹ State Key Laboratory of Arid land Crop Science/College of Agronomy, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070
² Institute of Medicinal Plant Development, Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100193

Received:2025-12-30 Revised:2026-05-16 Published:2026-08-15 Online:2026-08-13

摘要/Abstract

摘要：

为揭示植物辐射育种及航天育种领域的发展脉络、研究热点与前沿趋势，辨析主要技术方法的优缺点与应用，本研究基于CNKI和Web of Science核心合集数据库，检索2004—2024年的相关文献，综合运用CiteSpace和VOSviewer等工具，对发文量、国家、关键词等进行文献计量与可视化分析。结果表明：共纳入有效文献2421篇（中文1335篇，英文1086篇）。该领域研究呈稳步上升趋势，中国发文量（314篇）全球领先，美国文献的平均被引量(24.66)最高。研究热点聚焦于γ射线、重离子束等诱变方法在水稻、小麦等作物中的突变体创制与性状改良。与传统作物相比，药用植物的相关研究明显滞后，仅占总体的11.2%，且多集中于表型筛选与成分测定，在遗传机制解析、专用育种技术体系建立与系统安全评价方面存在显著空白。综上，辐射与航天育种技术在主要农作物中的应用已趋于成熟，未来研究应着力于药用植物领域：（1）利用多组学技术深入解析诱变遗传机制；（2）建立针对药用植物的高效育种与筛选体系；（3）系统开展突变体药效学与安全性评价研究。以期为培育高产、优质、安全的药用植物新品种提供理论依据与技术支撑。

关键词: 文献计量学, 辐射育种, 航天育种, 药用植物, 研究热点

Abstract:

To elucidate the developmental trajectory, research hotspots, and frontier trends in the fields of plant radiation breeding and space breeding, as well as to analyze the advantages, disadvantages, and applications of key technical methods, this study retrieved relevant literature from 2004 to 2024 based on the CNKI and Web of Science core collection databases. Using tools such as CiteSpace and VOSviewer, a bibliometric and visual analysis was conducted on publication volume, countries, keywords, and other aspects. The results showed that a total of 2421 valid publications were included (1335 in Chinese and 1086 in English). Research in this field exhibited a steady upward trend, with China being the global leader in publication volume (314 papers), while the United States achieved the highest average number of citations per paper (24.66). Research hotspots focused on mutation methods such as γ-rays and heavy-ion beams for creating mutants and improving traits in crops like rice and wheat. Compared to conventional crops, research on medicinal plants lagged significantly, accounting for only 11.2% of the total, most studies in this area concentrated on phenotypic screening and component analysis, revealing notable gaps in genetic mechanism elucidation, specialized breeding system establishment, and systematic safety evaluation. In short, the application of radiation and space mutagenesis breeding technologies in major crops has become mature. Future research should prioritize medicinal plants from following aspects: (1) leveraging multi-omics technologies to deeply explore mutagenesis genetic mechanisms; (2) establishing efficient breeding and screening systems tailored to medicinal plants; (3) systematically conducting pharmacodynamics and safety evaluation studies on mutants. These efforts will provide theoretical foundations and technical support for breeding new varieties of medicinal plants that are high-yielding, high-quality, and safe.

Key words: bibliometrics, radiation breeding, space breeding, medicinal plants, research hotspots

中图分类号:

S335.2物理引变(诱变)

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图/表 14

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4	美国	126	3107	24.66
5	韩国	79	1136	14.38

排行	国家	发文量	引用量	平均被引量
1	中国	314	4303	13.70
2	印度	167	1243	7.44
3	日本	136	3322	24.43
4	美国	126	3107	24.66
5	韩国	79	1136	14.38

排行	英文文献				中文文献
排行	机构	发文量	引用量	平均被引量	机构	发文量
1	中国科学院	86	1476	17.16	中国农业科学院作物科学研究所	56
2	韩国原子能研究院	45	501	11.13	华南农业大学植物航天育种研究中心	27
3	日本理化学研究所	32	769	24.03	中国科学院近代物理研究所	13
4	印度巴巴原子能研究中心	29	296	10.21	中国科学院大学	9
5	中国科学院大学	29	485	16.72	湖南省核农学与航天育种研究所	8

排行	英文文献				中文文献
排行	机构	发文量	引用量	平均被引量	机构	发文量
1	中国科学院	86	1476	17.16	中国农业科学院作物科学研究所	56
2	韩国原子能研究院	45	501	11.13	华南农业大学植物航天育种研究中心	27
3	日本理化学研究所	32	769	24.03	中国科学院近代物理研究所	13
4	印度巴巴原子能研究中心	29	296	10.21	中国科学院大学	9
5	中国科学院大学	29	485	16.72	湖南省核农学与航天育种研究所	8

聚类名称	节点数	轮廓值	聚类包含关键词
#0 microgravity	82	0.797	Arabidopsis thaliana; cytosolic calcium; calcium transport inhibitors; calcium sensor; altered gravity; simulated microgravity; space biology; Medicago truncatula; parabolic flight; outer space
#1 gamma rays	81	0.734	mutation breeding; ion beam irradiation; total chlorophyll; total soluble protein content; induced mutagenesis; genetic variability; mutation induction; Triticum aestivum; Daucus carota; inter-simple sequence repeats
#2 identification	40	0.751	expression; responses; elongation growth; handed helical growth; plant-cells; flower color; gene expression; pigment biosynthesis; flavor compound; stem cell length
#3 cosmic radiation	38	0.817	plants; chlorophyll fluorescence; sequence; evolution; photosynthesis; ionizing radiation; DNA damage response; stress memory; growth stimulation; reactive oxygen species
#4 whole-genome sequencing	37	0.743	whole-genome sequencing; tfl1; gamma-ray irradiation; heavy-ion irradiation; plant-microbe interactions; tfl1; inflorescence architecture; gene family; yield; transition
#5 Brassica napus	32	0.584	transcriptome analysis; salinity stress; gene regulation; salt-tolerant wheat; gamma ray; Gossypium hirsutum; in-vitro; registration; crispr-cas9; genetic diversity

植物辐射育种和航天育种研究现状与热点分析

Research Progress and Emerging Trends in Plant Radiation Breeding and Space Breeding

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排行	英文文献				中文文献
排行	作者	发文量	被引量	平均被引量	作者	发文量
1	ABE TOMOKO	39	686	17.59	刘录祥	82
2	KIM JIN-BAEK	26	322	12.38	王慧	43
3	HASE YOSHIHIRO	24	1022	42.58	陈志强	41
4	HERRANZ RAUL	24	703	29.29	郭涛	33
5	KISS JOHN Z.	23	884	38.43	刘永柱	32

序号	英文文献		中文文献
序号	关键词	频次	关键词	频次
1	Arabidopsis	228	航天育种	356
2	gamma rays	184	辐射诱变	318
3	growth	183	60 Co-γ	143
4	mutants	161	水稻	95
5	space flight	161	育种	64
6	mutation	154	诱变育种	59
7	radiation	153	小麦	48
8	microgravity	145	突变体	44
9	plants	139	诱变效应	39
10	expression	115	选育	34

聚类名称	节点数	轮廓值	聚类包含关键词
#0 辐射诱变	44	0.912	辐射诱变；不育系选育；杂交糯稻；‘嘉农wx5a’；空间诱变育种；分子标记；组织培养；半纤维素；‘m76优212’；单倍体技术
#1 空间诱变	33	0.832	空间诱变；航天育种；育种方法；子粒营养品质；生物效应；空间环境；超微结构；育种方法；子粒营养品质；生物效应
#2 航天育种	32	0.837	航天育种；mt工程菌株；金属硫蛋白；育种方法；近红外透射光谱；空间诱变；俄罗斯番茄；空间条件；性状变异；三系杂交稻
#3 育种	31	0.734	航天育种；mt工程菌株；金属硫蛋白；育种方法；近红外透射光谱；空间诱变；俄罗斯番茄；空间条件；性状变异；三系杂交稻
#4 辐射	30	0.755	紫花苜蓿；辐射诱变；体细胞胚；耐盐变异体；抗病变异体；定向筛选；胚性愈伤组织；半致死剂量；抗病变异体；遗传多样性
#5 玉米	27	0.829	诱变效应；优良株系；农艺性状；分子标记辅助选择；胚乳突变体；遗传分析；辐射诱变；低温响应；高油酸性状；种质创新
#6 诱变育种	25	0.737	诱变育种；诱变效应；品质性状；混合粒子场；空间环境诱变；空间诱变；生物学效应；生物效应；农艺性状；专用辣椒
#7 大豆	21	0.716	农艺性状；⁶⁰Co-γ诱变；光温敏核不育水稻；航天搭载；诱变效果；辐射诱变；化学诱变；SP1代；生理响应；逆境胁迫
#8 辐射育种	17	0.885	辐射育种；⁶⁰Co-γ辐射；隶属函数；幼苗生长；表型性状；幼苗生长； ⁶⁰Co-γ射线；表型性状；柳叶马鞭草；根系形态

诱变技术	技术特点	优势作物	改良成效	局限性
γ辐射	经典成熟，穿透力强，突变率高	水稻、小麦、豆类等	半矮秆、抗倒伏、高产抗病	多为点突变，显性突变少；需大规模M2筛选
航天诱变	变异幅度大，有益突变多	水稻、小麦等主要粮食作物	高产、优质、抗旱	机会少、成本高；突变机理尚不明确
重离子辐射	能量沉积高，突变谱较窄，性状稳定快	花卉、观赏植物等	新奇花色、花型、叶色	设备昂贵；剂量-效应模型尚不完善
复合诱变	先辐照后化学，或交替处理；扩大突变谱	油菜等	早熟、高产	实验设计复杂；需验证突变累加效应

[1]	黄殷洪, 郭金金, 薛杨, 曾文, 陈亚娟, 袁勇. 基于知识图谱的三七总皂苷文献计量与可视化分析[J]. 中国农学通报, 2026, 42(9): 207-218.
[2]	魏丹, 崔福星, 潘虹, 李虹, 郭媛, 杨立宾, 付晓宇, 李海军. 火干扰对土壤动物的影响—基于文献计量分析[J]. 中国农学通报, 2026, 42(6): 111-119.
[3]	杨玉玲, 王灿, 孙宏伟, 彭翠仙, 杨清松, 李玲, 郭开基, 赵大伟, 陶永宏. 不同药用植物根际土壤微生物群落多样性比较研究[J]. 中国农学通报, 2026, 42(15): 157-164.
[4]	刘存真, 李其东, 董海宾, 高昌宇, 蒋奇伸, 尹燕亭, 侯向阳. 国内外牧户合作研究：回顾、对比与思考——基于CiteSpace的可视化分析[J]. 中国农学通报, 2026, 42(14): 181-194.
[5]	王毓, 王谢, 罗永霞. 土壤中微塑料与重金属相互作用的影响——基于文献计量与可视化分析[J]. 中国农学通报, 2026, 42(14): 172-180.
[6]	李荣, 胡婷婷, 韦持章, 李茜茜, 闭吉圆, 孙宇. 耕整地农机装备研究现状、热点与展望——基于文献计量学[J]. 中国农学通报, 2026, 42(10): 179-194.
[7]	李珍, 雷晨曦, 邓义祥, 罗伟强, 王少聪, 张旭, 张骞. 福建省有毒药用植物的药用特征与资源多样性[J]. 中国农学通报, 2026, 42(10): 79-86.
[8]	卢云峰, 李锐群, 曾润华, 李树忠, 王忠美, 李智海, 贾冬冬. 基于Web of Science文献计量的香蕉枯萎病研究态势分析[J]. 中国农学通报, 2025, 41(8): 149-158.
[9]	钱海林, 王诗岩, 任鹏, 杨芳, 常佳琪, 常阳阳, 王东印. 基于文献计量分析的油莎豆研究热点及趋势[J]. 中国农学通报, 2025, 41(32): 145-157.
[10]	刘雅君, 何涵, 李爽, 孙晓春, 汪晓蕊, 史鑫波, 蔡兴航, 黄文静. 珠子参研究的全球知识网络：文献计量与可视化分析[J]. 中国农学通报, 2025, 41(31): 47-59.
[11]	魏丹, 崔福星, 李虹, 潘虹, 郭媛, 杨立宾, 付晓宇, 李海军. 基于CiteSpace的土壤动物研究现状与热点分析[J]. 中国农学通报, 2025, 41(29): 137-145.
[12]	杨笑楠, 赵国瑞, 赵玲玲, 胡静波, 王嘉乐, 杜娇, 刘国顺, 刘战卿, 陈冲, 张松涛. 基于文献计量学的可溶性有机碳研究知识图谱分析[J]. 中国农学通报, 2025, 41(28): 111-121.
[13]	李芳, 邓杰, 戈秀梅, 都斌斌. 药用植物与根际微生物相互作用的研究进展[J]. 中国农学通报, 2025, 41(16): 99-107.
[14]	周玉柳, 荆澳航, 叶彦辉, 任世强, 韩艳英. 基于文献计量学对苹果树施肥研究的可视化分析[J]. 中国农学通报, 2025, 41(16): 108-118.
[15]	顾宗丽, 姜春前, 黄兴召, 刘建中, 臧毅明, 白彦锋. 近40 a杉木人工林土壤的研究进展分析——基于CiteSpace的知识图谱可视化分析[J]. 中国农学通报, 2025, 41(11): 40-48.