Advances in epigenetic regulation of plant male germline cell development
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摘要:
植物雄性生殖系细胞在发育过程中需经历染色质重塑、组蛋白修饰、DNA甲基化以及小RNA等途径所介导的表观遗传重编程。现已发现诸多基因参与塑造雄性生殖系细胞的表观遗传状态，并调控植物雄性育性。此外，随着各类组学技术的不断进步，一系列关于雄性生殖系细胞在不同发育阶段的特定表观遗传信息被揭示。本文简要梳理了近年来植物雄性生殖系细胞发育过程中表观遗传动态及其所涉及的分子机理的研究进展，并对表观遗传调控植物雄性生殖系细胞发育的后续研究进行了展望。
Abstract:Male germline cells in plants undergo epigenetic reprogramming mediated by chromatin remodeling, histone modification, DNA methylation, and small RNA during development. Many genes are involved in shaping the epigenetic state of male germline cells and regulating plant male fertility. Recent advances in multi-omics techniques have helped elucidate specific epigenetic profiles of male germline cells at different stages of development. In this review, we summarize recent advances in epigenetic dynamics and molecular mechanisms involved in the development of male germline cells in plants and discuss prospects for future studies on the epigenetic regulation of this developmental process.
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猕猴桃（Actinidia）隶属猕猴桃科猕猴桃属，是一种原产于我国的藤本果树。全球猕猴桃属植物共有54个种、21个变种，75个分类单元。除白背叶猕猴桃（Actinidia hypoleuca Nakai）和尼泊尔猕猴桃（A. strigose Hook. f. & Thomson）两个种外，其他种均为我国特有分布或以我国为中心分布[1]。早期的商业化猕猴桃类群主要是美味猕猴桃（A. chinensis var. deliciosa）和中华猕猴桃（A. chinensis var. chinensis），现已拓展到软枣猕猴桃（A. arguta var. arguta）。经过120年的曲折历程，目前世界猕猴桃产业进入平稳发展时期，全球23个国家猕猴桃累计收获面积约28.7万hm2，年产量达446.7万吨（https://www.fao.org/faostat）。中国、新西兰、意大利、希腊、伊朗、智利和土耳其等主产国累计收获面积占世界总收获面积的95%。
我国从20世纪50年代开始有科研机构对猕猴桃属植物开展科学研究，特别是1978年全国成立猕猴桃科研协作组，大量的科研机构和农业管理部门参与其中，在国家多部门的支持下，完成了全国野生资源普查和重要农艺性状鉴定，筛选了1 450份优异种质资源，直接野生选优培育了大量的黄肉和绿肉品种，包括‘秦美’、‘米良1号’、‘金桃’、‘金丰’、‘翠玉’等。后续又在收集的野生资源和选育品种的基础上，开展了实生育种和种间种内杂交育种，培育了‘金魁’、‘徐香’、‘红阳’、‘金艳’、‘东红’等系列优良品种[1]。据统计，至2021年，我国猕猴桃收获面积占全球的68%，年产量占全球的53%；其中我国猕猴桃种植面积的94.6%是国内自主培育的品种。然而，我国的猕猴桃出口量仅1.2万吨，仅占全球总出口量的0.66%；但进口量高达12.8万吨，占全球总进口量的7.6%。中国已经成为全球最大的猕猴桃生产国和消费国[2]。
产业迅速发展的同时，全球科研机构针对猕猴桃属植物开展了大量的多学科融合研究，涉及其分类学、植物学、细胞学、生物化学、分子生物学等众多学科，发表了大量科研论文，这些论文是了解猕猴桃研究进展的一个重要窗口。为了全面了解全球猕猴桃研究与应用进展，本文基于被Web of Science、中国知网平台（CNKI）数据库期刊收录的猕猴桃相关研究论文，利用定性和定量的方法进行分析，总结各领域的历史发展规律及最新研究动态，以期对我国猕猴桃科研人员今后的研究方向提供有益的借鉴。
国际论文采用科瑞唯安公司的Web of Science 核心合集作为数据源，检索策略为：TI=(Kiwifruit or Actinidia) OR AB=(Kiwifruit or Actinidia) OR AK=(Kiwifruit or Actinidia)，同时限定为被SCI收录的期刊论文。中文论文采用CNKI上的期刊数据库作为数据源，检索策略为：TI=(“猕猴桃” + “奇异果”+ “中国醋栗” + “软枣” + “Actinidia” + “kiwifruit”)，分别检索全部期刊与仅被SCI、EI、核心期刊、CSCD收录的期刊。检索时间为2023年4月，共检索到SCI论文4 438篇，CNKI收录的全部中文期刊论文11202篇，其中被CNKI核心期刊（包括SCI来源期刊/EI来源期刊/核心期刊/CSCD期刊）收录的论文3 541篇，文献涉及时间均为1957-2023年3月。
对查到的文献，查阅标题和摘要，删除仅有“猕猴桃”或“kiwifruit”等相关词汇但实质与猕猴桃无关的论文，考虑到早期文献有很多未收录入两个数据库，与实际研究动向不一定相符，对早期文献仅作计量上分析，而重点分析2003年以后SCI期刊论文和CNKI 核心期刊论文所涉及的学科领域和动态分析。CNKI全部中文期刊论文的数据只用于印证国内研究的发展趋势，定量、定性分析则基于CNKI核心期刊论文。根据文献信息的完整性和研究相关性，对2003年以来的期刊论文进行了筛选，共筛选出SCI论文2 716篇，CNKI核心期刊论文2 604篇，用于归纳分析近20年猕猴桃研究各领域趋势及近5年的重大科技研究进展。
1. 期刊论文计量分析
相关论文发表数量的年际变化，可以直观地反映猕猴桃研究的发展趋势。依据SCI每年收录的论文数量，猕猴桃科研论文变化可以划分为4个阶段：（1）起步阶段，自1957-1982年，26年间仅收录73篇，年均收录3篇，且主要是1977年以后发表；（2）缓慢增加，1983年开始，每年收录数量呈波浪式增加，至2009年突破100篇，1983-2008年均收录52篇；（3）快速增加，2009年以后，仅用了9年时间，年收录量就突破200篇，2017年达207篇，2009-2016年均收录135篇；（4）迅速增加，2017年以后呈直线增加，2017-2022年均收录300篇，仅用6年时间，年收录量就增至396篇。
CNKI全部期刊收录论文数量的变化趋势与SCI相近，同样经历起步阶段、缓慢增加、快速增加、迅速增加等4个阶段，分别对应1980年及以前、1981-1993年、1994-2005年、2006-2019年，年均收录论文数量分别为3、94、197和402篇，至2019年达到最高峰650篇。CNKI核心期刊自1981年才开始有收录，至1991年累计仅19篇，1992年突增至56篇，此后和CNKI全部期刊论文变化趋势一致。至2005年，年均收录论文数量63篇，2006-2019年，年均收录论文数量143篇， 2019年达到最高峰，年收录222篇。而在2019年之后，不论是CNKI 全部期刊还是核心期刊，年发表论文数量均下降，这与SCI论文趋势具有差异（图1）。
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图 1 1957-2022年国内外猕猴桃研究论文数量的变化Figure 1. Number of domestic and international research papers on kiwifruit from 1957-2022对2003-2022年猕猴桃研究相关SCI论文和CNKI核心期刊论文数量进行统计分析，结果发现，2018-2022年的SCI论文数量达1 466篇，占总SCI论文的48.4%；近5年CNKI 收录的论文达1010篇，占37.3%（图2）。
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图 2 2003–2022年SCI 和CNKI核心期刊论文分阶段比较Figure 2. Phased comparison of SCI and CNKI core journal papers from 2003 to 2022对SCI 收录论文的第一作者单位所在国家进行统计，结果显示猕猴桃研究涉及多达59个国家和地区，其中，中国的论文数量已经超越新西兰，位居首位。论文数量排名前11位的国家见表1。
表 1 猕猴桃研究领域重点国家SCI论文数量排名（1957-2023年）Table 1. Ranking of number of SCI papers from main countries in the field of kiwifruit research (1957-2023)国家
CountrySCI论文数量
No. of SCI papers中国 1 089 新西兰 991 意大利 378 韩国 212 日本 198 美国 156 西班牙 135 伊朗 86 土耳其 76 希腊 76 法国 63 对SCI研究论文发表数量前3位的国家进行分析（图3），发现新西兰的相关研究起步较早，早期关于猕猴桃的SCI文章大多来自新西兰，我国发表的论文数量较少。随着产业规模的发展，猕猴桃科研也不断得到加强，SCI每年收录我国论文的数量不断增加，自2008年出现快速发展。值得注意的是，2015年中国和新西兰的研究论文数量发生了反转，中国当年发表SCI论文37篇，首次超过新西兰（28篇），此后进入迅猛增长阶段，且论文数量的变化趋势和全球SCI论文总数量变化一致，表明我国的科研进度影响了全球猕猴桃研究领域的整体发展。
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图 3 猕猴桃研究领域主要国家SCI论文发表趋势Figure 3. Trends in SCI publications in main countries in the field of kiwifruit research对1992年以后CNKI 核心期刊论文第一作者的研究机构进行统计分析，发现这些论文涉及724家研究机构，其中累计发表论文100篇以上的有3家， 50 ~ 99篇的有8家， 10 ~ 49篇的有49家，其余均在9篇以下，仅发表1篇的有425家。表2是排名前面20的科研机构在3个时期累计发表的论文数量，从中可以看出，西北农林科技大学、中国科学院武汉植物园、江西农业大学等单位长期坚持深耕猕猴桃领域，围绕猕猴桃种质资源、植物保护、采后保鲜与深加工等开展了系统的研究。
表 2 CNKI核心期刊论文数量排名前20的第一作者单位发表数量（1993-2022年）Table 2. Number of articles from the top 20 institutes based on CNKI core journal article numbers of first authors (1993-2022)第一作者所在单位
First author’s unit年份 Year 总计
Total1993-2002 2003-2012 2013-2022 西北农林科技大学 48 130 213 391 中国科学院武汉植物园 17 36 48 104 江西农业大学 2 21 77 100 吉首大学 16 54 17 87 贵阳学院 0 5 61 66 贵州大学 2 7 56 65 四川农业大学 1 10 53 64 中国农业科学院郑州果树研究所 14 11 37 63 陕西师范大学 3 11 42 56 沈阳农业大学 0 34 20 54 湖北省农业科学院 21 17 12 50 安徽农业大学 15 22 9 46 浙江大学 12 28 5 45 广西壮族自治区、中国科学院广西植物研究所 12 15 13 41 仲恺农业工程学院 0 29 7 36 福建省农业科学院果树研究所 19 0 14 33 四川大学 0 6 29 35 湖南农业大学 11 5 16 32 西南林业大学 0 0 25 25 四川省农业科学院 1 2 20 23 2. 猕猴桃研究领域及进展分析
据统计，2 716篇SCI论文和2 604篇CNKI 核心期刊论文共涉及131个学科。很多论文来自跨领域研究，主要包括植物科学、园艺学、植物保护学、果品采收与贮藏、食品科学与技术、分子生物学、植物化学与药物学等。其中，2003年至今园艺领域的论文数量最多，占总数的19.6%；植物保护学、果品贮藏和食品科学与技术的论文数相近，分别占总数的14.7% ～15.2%；药物学和分子生物学的论文数量相近，分别占总数的9.5%和9.8%；而植物科学和植物化学领域相对较少，论文数量仅为总数的8.4%和7.9%。
从各领域论文的发表年限来看，均为2018年以后数量最多，但其中分子生物学、植物保护学和果品采后贮藏学是近5年最受重视的3个领域。分子生物学领域发展最快，2018-2023年3月的论文数量占近20年该领域论文总数的59.8%；其次是植物保护领域，论文数量占该领域总数的55.8%；最后是果品采后贮藏，近5年论文数量是该领域总数的48.7%。药理学与化学、园艺学、植物科学、食品科技与产品等领域各个阶段都有研究，近5年内增幅较缓（图4）。
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图 4 2003-2023年3月发表论文的学科领域分布Figure 4. Distribution of published papers by subject area from 2003 to March 2023从SCI论文研究的猕猴桃属植物种类看，针对中华猕猴桃和美味猕猴桃的论文数量占总数的85.6%，各个领域均有涉及；其次是软枣猕猴桃，有256篇，占总数的14.4%，主要涉及园艺学、采后贮藏、食品科学与技术和药物学、植物科学、分子生物学等领域。第三是毛花猕猴桃（A. eriantha Bentham)，主要涉及药物学、植物科学，仅有52篇；葛枣猕猴桃（ A. polygama (Siebold & Zucc.) Maxim.）、狗枣猕猴桃（A. kolomikta (Maxim. & Rupr.) Maxim.）、对萼猕猴桃（A. valvata Dunn）主要在药物学和植物化学中涉及较多，分别有39、31和19篇；另有45篇论文涉及其他18个种或变种，主要是叶绿体基因组测序或药物学等内容。
2.1 分子生物学
随着基因组学、代谢组学、蛋白组学等领域研究技术的不断创新与发展，近10年涉及基因家族、基因组和分子标记的文章如雨后春笋般出现。2003-2023年3月间，累计发表论文479篇，近5年论文数量是前15年的1.56倍，其中又以SCI论文居多，特别是优异性状关联基因的挖掘，近5年相关SCI论文是CNKI核心期刊论文的2倍（表3）。同时，中国科研人员发表的研究论文不断增加，在国际上彰显了我国相关研究的科技水平。
表 3 2003年以来猕猴桃各研究领域SCI和CNKI核心期刊文章数量Table 3. Number of SCI and CNKI core journal articles in each field since 2003研究领域
Research field涉及方向
Direction数据库
Database年份 Year 2018-2023.03 2013-2017 2008-2012 2003-2007 分子生物学 基因组 SCI 24 4 0 0 CNKI 4 1 0 0 基因挖掘 SCI 172 41 21 7 CNKI 47 16 13 5 分子标记 SCI 21 6 5 9 CNKI 21 25 12 9 其他 SCI 3 2 2 1 CNKI 0 4 4 0 总计 292 99 57 31 植物保护学 细菌病害 SCI 98 65 26 4 CNKI 28 21 7 2 真菌病害 SCI 42 19 19 10 CNKI 42 17 3 5 其他病害 SCI 28 6 5 2 CNKI 12 2 2 2 防治方法 SCI 93 22 7 6 CNKI 44 28 7 3 虫害及其他 SCI 38 15 10 7 CNKI 16 13 3 5 抗性种质挖掘 CNKI 11 3 6 5 总计 452 211 95 51 食品科学与技术 果品加工工艺 SCI 102 59 30 14 CNKI 113 84 59 51 果品加工产品 SCI 18 9 7 2 CNKI 61 49 44 60 其他 SCI 12 9 6 6 CNKI 4 0 0 2 总计 310 210 146 135 药物学和植物化学 果实 SCI 248 114 156 82 CNKI 61 46 51 28 根 SCI 25 16 17 2 CNKI 21 27 44 17 其他部位 SCI 38 17 25 11 CNKI 12 10 15 13 检测方法 SCI 11 6 5 1 总计 416 236 313 154 植物科学 种质评价 SCI 58 24 19 17 CNKI 55 22 32 22 新品种 SCI 3 2 5 1 CNKI 41 21 24 32 其他 SCI 3 8 7 7 CNKI 10 10 14 9 总计 170 87 101 88 最有亮点的工作之一是猕猴桃基因组学研究，近10年该领域取得了突破性进展。2013年，合肥工业大学刘永胜教授和美国康奈尔大学费章君教授团队共同绘制了中华猕猴桃品种‘红阳’的基因组[3]，并由多个团队改进、达到T2T（Telomere-to-Telomere，端粒到端粒）水平[4, 5]。此后，该联合团队相继完成了毛花猕猴桃全基因组序列图谱[6]，并构建了猕猴桃的基因组数据库[7]。2018年，新西兰科学家完善并手动注释了中华猕猴桃‘Red-5’的基因组[8]，提高了基因预测的精确度。2022年，中国科学院武汉植物园姚小洪研究员组装了一个染色体尺度的野生毛花猕猴桃基因组[9]。2023年，北京大学何航研究员团队联合中国科学院武汉植物园钟彩虹团队，构建了中华猕猴桃‘东红’和阔叶猕猴桃（A. latifolia (Gardner & Champ.) Merr.）的T2T基因组[10]，分析了猕猴桃风味和维生素C的形成机制。同年，日本科学家Akagi联合新西兰植物与食品研究所测定并注释了软枣猕猴桃、葛枣猕猴桃和山梨猕猴桃（A. rufa (Sieb. & Zucc.) Planch. ex Miq.）基因组，解析了猕猴桃性别关键基因的进化[11]；四川农业大学梁东完成了自然界中首个二倍体美味猕猴桃的基因组组装[12]。截至目前，国内外共计发表了十余个猕猴桃基因组，为猕猴桃高精度物理和遗传图谱构建、重要功能基因挖掘以及分子标记辅助育种奠定了坚实的基础。
2.2 园艺学
园艺学一直是猕猴桃果树的研究重点，相关论文数量逐年增加，近5年的论文数量最多，占2003年以来论文总数的42.5%，主要集中在土、肥、水[13, 14]、树体管理（包括授粉、整形修剪和花果管理）[15-17]、繁殖[18]等类别（表4）。其中关于土、肥、水的论文不论是SCI还是CNKI核心期刊，均远高于其他方向，占园艺领域论文总数的21.3%。其次是繁殖，占总数的16.3%，SCI论文也是近5年最多，占近20年该领域SCI论文的40%，而CNKI核心期刊论文数量在各阶段分布较均匀，涉及组织培养、嫁接、扦插等不同繁殖方法，其中组织培养相关论文最多，SCI和CNKI核心期刊中均有超过50%的论文涉及。第三是授粉，以近10年研究较多，SCI论文数量比CNKI论文数量多37%，很多猕猴桃生产国都有论文涉及，高效授粉技术的研发在全球备受关注。
表 4 2003年以来各阶段园艺领域猕猴桃SCI和CNKI核心期刊论文数量Table 4. Number of SCI and CNKI core journal papers in horticulture at various stages since 2003涉及方向
Direction数据库
Database年份 Year 2018-2023.03 2013-2017 2008-2012 2003-2007 土肥水 SCI 40 17 13 12 CNKI 64 36 25 10 树体管理 SCI 42 17 13 13 CNKI 37 27 17 13 繁殖 SCI 20 4 11 15 CNKI 24 36 33 23 果园生态 SCI 13 6 3 0 CNKI 25 6 10 1 采摘机器人 SCI 23 1 0 0 CNKI 12 12 4 0 其他 SCI 59 32 48 25 CNKI 74 55 35 13 总计 433 249 212 125 园艺领域新的研究热点是采摘机器人，相关SCI论文24篇，其中近5年就有23篇，主要由新西兰科学家发表，涉及卷积神经网络、深度学习、机械臂、抓手等生物信息、机械领域的研究，和果园、果品特点融合起来[19-23]，形成了初步的采摘机器人，拟解决劳动力缺乏问题。我国以西北农林科技大学为代表的研究机构近10年内也围绕猕猴桃机械采收开展了大量研究，研制了机器人模型，累计发表相关CNKI核心期刊论文25篇。然而，离采摘机器人大规模投入果园使用仍有较大的距离。
2.3 植物保护学
植物保护领域的论文数量自2003年开始每5年成倍增加，近5年的论文数量占近20年总量的55.9%，SCI论文是CNKI核心期刊论文的1.8倍，主要涉及细菌性病害（溃疡病、花腐病）、真菌性病害（果实软腐病、灰霉病、根腐病、褐斑病）、根结线虫病、病毒病，少量虫害（蚧壳虫、蛾类、叶蝉等）和其他生理或气象灾害导致的病害等，包括病害鉴定与防治等，其中细菌性溃疡病和真菌性果实软腐病及其防治方面的论文较多（表3），表明猕猴桃病害问题已受到全球生产国家的重视。
细菌性溃疡病对猕猴桃产业影响大、发生范围广，危害茎、叶、花、果等多个部位，目前对其主要是预防和控制，没有根本治疗办法。因此，该病一直是各国植保领域研究的重点，近10年发表了210篇论文，涉及病菌群体结构及快速检测、病害流行成灾机制、病菌-植株互作机理、抗病种质筛选及抗病基因挖掘、防治技术开发等方面[24, 25]。新西兰、意大利及中国各主产区初步明确了当地病害流行成灾规律，建立了病害预测预报模型[26]。基于MLVA（Multiple locus variable-number tandem repeat analysis，多位点可变数目串联重复序列分型）标记、全基因组测序及重测序技术，分析了溃疡病菌的全球起源及进化历程，明确了不同国家的菌株类型[27, 28]，阐明了病菌在猕猴桃中的定殖侵染过程[29]。建立了基于红外热成像及遥感的田间无损检测技术，和基于LAMP与血清学的无症状组织快速检测方法，可以避免病菌的进一步蔓延[30, 31]。在溃疡病菌-猕猴桃分子互作及抗病机理方面，明确了细菌Ⅲ型分泌系统和部分效应蛋白如hopZ5、HopR在溃疡病菌致病中的重要作用[32]，评价了中华猕猴桃栽培品种和近30个野生材料的抗病性[33]，并基于中华猕猴桃抗感杂交群体QTL定位及组学分析，挖掘到系列抗病候选基因，确定了部分挥发性有机物质对宿主防御的影响[34, 35]。此外，噬菌体、芽孢杆菌、链霉菌及萜类化合物、香芹酚等均被证实可有效防治猕猴桃溃疡病[36]。
2.4 采收及采后处理
猕猴桃采收及采后处理主要涉及果实采后生理及品质、各种贮藏保鲜技术、果品无损检测、采收运输包装等。2003年以来论文数量持续增长，以近5年最多，占论文总数的48.7%，其中SCI论文又占近5年总数的57.9%，说明采收及采后处理领域越来越受到全球猕猴桃生产国的重视。相关论文主要涉及药剂处理、果品无损检测、果实采后变化，分别占论文总数781篇的30.6%、17.5%和16.9%。除了药剂处理方面的论文在CNKI核心期刊多于SCI外，其余大部分是SCI论文更多，特别是果实品质无损检测方面， SCI论文是CNKI论文的2.2倍，说明无损检测、果实采后变化受到全球学者的重视。此外，国内外近10年对药剂保鲜方面的研究也较多（表5）。
表 5 2003年以来各阶段采后贮藏领域SCI论文和CNKI核心期刊论文数量Table 5. SCI and CNKI core journal papers in the field of postharvest storage during different periods since 2003涉及方向
Direction数据库
Database年份 Year 2018-2023.03 2013-2017 2008-2012 2003-2007 无损检测 SCI 59 19 11 5 CNKI 20 12 10 1 药剂保鲜 SCI 59 26 13 8 CNKI 41 47 27 18 果实采后变化 SCI 39 18 18 3 CNKI 27 8 11 8 低温贮藏 SCI 20 8 3 3 CNKI 24 11 5 2 气调 + 物理贮藏 SCI 13 7 5 4 CNKI 16 14 3 3 采收运输包装 SCI 22 10 11 6 CNKI 22 4 5 2 其他 SCI 8 7 9 4 CNKI 10 7 4 1 总计 380 198 135 68 采后果实品质的无损检测是近10年来的研究热点之一，特别是近5年，相关SCI论文达59篇，占近20年总数的62.8%，CNKI核心期刊论文也达20篇。无损检测技术不仅针对猕猴桃果实成熟度或品质指标[37, 38]，如硬度[39]、可溶性固形物[40]、干物质[41]、总酸[42]等进行定量分析，还对果实缺陷[43]、损伤[44]、货架期[45]以及CPPU果实识别[46]等性状进行定性分析。涉及到的无损检测技术仍以可见光-近红外光谱（Vis-NIR）技术为主，还有高光谱成像技术[38]、荧光光谱成像技术[47]、声学技术[48]等。同时，在无损技术建模方面出现了更多的计算方法，如人工神经网络[49]、深度学习[50]等。
采后药剂保鲜是另一个研究热点，所用化学药剂包括1-甲基环丙烯（1-MCP）、钙、臭氧、二氧化氯、草酸、NO、硫化氢、壳聚糖、多胺、植物激素（脱落酸、茉莉酸、褪黑素）及各种植物天然提取物等，并大多结合低温贮藏使用。近10年的论文数量快速增加，特别是近5年内SCI和CNKI核心期刊论文分别达59篇和41篇，分别占2003年以来总数的54%和31%。其中，1-MCP相关研究论文最多，近5年内SCI论文就高达22篇。硫化氢[51]、NO[52]和褪黑素[53]等新型药剂保鲜在近几年才开始报道。同时，果实采后生理与品质的变化也一直是采后研究的主要方向之一，特别是近5年，不过其研究内容已开始偏向于果实软化成熟及品质形成的分子调控机理方面[54-56]。
2.5 食品科学与技术
食品科学与技术方面主要涉及猕猴桃果实采后深加工工艺及产品，此领域累计相关SCI论文274篇，CNKI核心期刊论文527篇， 主要集中在食品加工工艺的研究，占63.9%，其次是加工产品，占31.2%。在该领域，不论是加工工艺还是加工产品， CNKI核心期刊论文数量均超过SCI，且20年间持续有CNKI核心期刊论文发表，说明我国对猕猴桃深加工研究一直非常重视。随着加工工艺和设备的优化与提升，猕猴桃深加工产品形式也层出不穷，大致可以划分为两类，一类是以猕猴桃果实为原料生产的零食、饮料、调味品等产品，包括果汁、果片、果酒、果醋、果酱、果泥、果粉、饼干、果胶等[57-61]，此类加工产品出现较早。另一类是以种子、果皮、枝条、根等组织废料为原料，提取或利用其有效成分，形成果胶、酚类、淀粉、多糖、精油、猕猴桃蛋白酶等[62-65]初级产品，也可进一步加工成为其他产品或作为产品组分之一使用，这类产品多在近10年内开始涉及研发。
在众多加工工艺中，果汁的加工处理和制备、果实与果片的脱水干燥等研究较多。针对果汁的加工工艺涉及诱导电场加热处理、欧姆真空加热处理、冷等离子处理、超声波处理、高静压处理、高压均质处理等[66-68]，相关论文主要分析这些加工处理对果汁的质量、香气、理化属性等方面的影响。围绕其他加工产品，也出现了新的加工处理或工艺技术，如脉冲真空浸渍海藻糖可以提升冷冻-融化猕猴桃果实的理化品质，微波法比传统加热法可以更好地保存猕猴桃果泥，利用Oenococcus oeni GF2菌种的乳酸发酵工艺可以降低梨-猕猴桃果酒中的酸含量，从而提升果酒品质等。针对果实（片）干燥的工艺包括热风或热水干燥技术、超声波干燥处理、脉冲真空干燥、冷冻干燥技术、远红外辐射干燥、渗透脱水处理等。猕猴桃的加工处理与技术单独使用和联合使用并重，如射频-真空联合干燥、射频-真空-热气联合干燥、冷冻干燥联合微波真空、渗透脱水-超声联合技术等。
2.6 药物学与植物化学
该领域主要包括猕猴桃果实、根、茎、叶的化学成分及其对人类营养保健、疾病治疗的药物学研究，涉及中华/美味猕猴桃、毛花猕猴桃、软枣猕猴桃、葛枣猕猴桃、狗枣猕猴桃、对萼猕猴桃、山梨猕猴桃、紫果猕猴桃（A. arguta (Sieb. & Zucc) Planch. ex Miq. var. purpurea (Rehd.) C. F. Liang）等10余个种或变种。近20年累计有1 119篇SCI 和CNKI核心期刊论文，其中药物学领域有700篇，占总数的62.6%。
从研究部位而言，主要是针对果实，SCI收录相关论文600篇，CNKI核心期刊收录论文186篇。SCI收录了大量关于食用鲜果及其加工品对人类健康作用的研究论文[69, 70]，也有关于食用猕猴桃果实出现过敏反应的论文[71, 72]，让消费者更多地了解猕猴桃果品的食用保健价值及负面作用，新西兰发表的论文最多。其次是根系，SCI收录60篇，CNKI核心期刊收录109篇，茎、叶、花等部位的研究论文相对较少，累计SCI收录91篇，CNKI核心期刊收录50篇，主要是这些器官的乙醇或水提取物的化学成分及其对人类疾病的药理作用研究[73-75]。疾病治疗方面的研究多涉及猕猴桃抗肿瘤或癌症、降血脂、降血压、抗氧化、消炎、护肝等多方面的作用，尤其是抗肿瘤或癌症的研究论文占药物学领域的40%。
从植物化学成分看，果实、根、茎、叶中主要涉及糖类（多糖和单糖）、蛋白质、氨基酸、脂肪酸类、酚酸类、酚类、黄酮类、萜类等化合物，重点是研究不同猕猴桃种类中各化合物的具体成分、含量及其鉴定或提取技术等。
2.7 植物科学
植物科学方面的研究主要包括猕猴桃属植物的群体遗传、谱系地理、分类起源，植物果实、花、茎、叶等形态描述，和生物学特性、性状遗传、新品种/系介绍等方面。除新品种/系外，其他领域的论文数量都较少。因此，将猕猴桃属植物的分类、起源、形态鉴定、群体遗传、谱系地理、形态描述、生物学特性和性状遗传等内容均归为种质评价，而栽培新品种/系单独划分。结果显示，种质评价SCI论文累计118篇，占总数的76.6%，其中近5年占近20年发表总数的49.2%；但新品种方面的论文极少，主要是韩国等少数几个国家的报道。而CNKI核心期刊中，种质评价和新品种的论文分别有131篇和129篇，近5年相对较多，分别占2003年以来的42.0%和34.7%，其中种质评价主要涉及大量新品种在全国各地栽培的生物学特性及果实品质的评价，研究结果可为其区域化栽培提供依据。
3. 结论与建议
猕猴桃研究领域主要包括园艺学（重点是园艺栽培）、植物保护学（重点是植物病理）、果品贮藏学、食品科学与技术、分子生物学、药物和植物化学、植物科学等，近5年各领域的论文数量均迅速提升，其中发展最快的领域是分子生物学、植物病理学和果品贮藏学等。特别是中华猕猴桃等多个种类的基因组发布，为后续重要农艺性状的关键基因挖掘奠定了基础。植物病理学中的细菌性溃疡病亦是研究热点，这与2010年前后全球猕猴桃产业大规模爆发溃疡病并造成较大损失有关。
园艺领域和果品贮藏的相关研究主要以中华/美味猕猴桃为主，近5年软枣猕猴桃的研究论文逐渐增加，说明其作为一个新的商业栽培种类得到了产业重视，而毛花猕猴桃未有太多论文涉及。其他猕猴桃属植物的研究主要停留在群体遗传学、谱系地理学及药物和植物化学等方面，特别是药物学方面，重点是果实的营养保健价值和植物各部位的抗癌、消炎、降脂等作用。
猕猴桃的采后深加工一直是国内外关注的重点领域，特别是国内研究较多，近10年各类新型的加工工艺受到关注，如射频-真空联合干燥、射频-真空-热气联合干燥、冷冻干燥联合微波真空、渗透脱水-超声联合技术等，这些新技术的发展，促进了猕猴桃深加工业的发展和猕猴桃产业链的延伸。特别是近10年来采摘机器人、各种无损检测仪器的研发，为猕猴桃果实品质的精准高效测量，解决收获劳动力缺乏等问题提供了新的手段。
我国是猕猴桃属植物的发源地，但从发表的SCI论文和CNKI核心期刊论文看，仅利用了25个分类单元。大面积商业栽培利用的仅3个分类单元，即中华猕猴桃、美味猕猴桃和软枣猕猴桃，毛花猕猴桃的栽培驯化刚起步，尚未大规模商业生产；其他种类仅在药物学领域有研究。这说明还有大量的种质资源有待挖掘其有效价值，并加以开发利用。
病虫害高效防治和果实采后保鲜、深加工利用等仍是猕猴桃产业中的重要科技需求。溃疡病、果实软腐病是影响产业发展的重大病害，需加大力度研发防治措施。采后即食供应、长期高效贮藏仍是产业短板，特别是消费者对国产果品的体验感较差，主要因为国产果品大多不能即买即食；同时，因采前果实软腐病的影响，采后风味品质降低，且果实损耗较大，这也是影响收购销售企业效益和消费者利益的重要问题。
针对以上问题，建议今后我国猕猴桃研究主要从以下几个方向发展：（1）加强种质资源的分类评价。首先对有食用价值的种类从生物学特性、果实风味与营养品质、适应性、抗病性等方面开展系统评价，同时结合基因组学、蛋白组学和转录组学等多组学最新科技手段，挖掘重要农艺性状的关键基因，开发高效通用的分子标记，为培育更多综合商品性优良的栽培品种奠定种源和基因基础，夯实我国种业，确保大食物观的粮食安全。其次对所有种类从生物学特性、生化成分、抗逆性、药理作用等方面开展评价，挖掘耐逆种类或有医药价值的种类，研究保健、药效成分的精确种类与提取工艺，实现种质资源的充分利用。（2）在植物保护领域，应持续加强对猕猴桃细菌性溃疡病和果实软腐病的高效防治研究和抗病种质的挖掘，同时对其他真菌或细菌病害也要加强监测。对新近出现的病毒病，应加强鉴定与防治、无病毒苗繁育技术等的研究，从种苗源头控制病毒病的传播，为猕猴桃产业发展保驾护航。（3）猕猴桃园艺领域，应加强提高工作效率和降低生产成本的新栽培模式研究，如适于机械化生产的果园栽培模式、树形及修剪，科学合理的雌雄搭配及高效授粉技术、省力化土肥水管理技术的创新，设施栽培的高光效树体和土肥水管理技术，或开发适宜的农机，提高果园管理工效，降低生产成本，从而提高单亩效益。（4）猕猴桃采后处理与深加工领域，首先应解决我国猕猴桃果品不能“即买即食”的老大难问题。从果品采后贮藏、市场销售环节等加强技术研发和仓储管理的自动化、规范化研究，结合采前果实软腐病的高效防治，提高销售企业从事即食果品供应的技术水平。其次，仍应持续加强对猕猴桃果品的深加工工艺研究和功能成分鉴定，开发更多的加工产品，特别是休闲食品，延长产业链。
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表 1 拟南芥精细胞与营养细胞的表观遗传修饰总结
Table 1 Epigenetic modifications in sperm and vegetative cells of Arabidopsis thaliana
类别
Category组蛋白变体
Histone variant类别
Category组蛋白修饰
Histone modification类别
CategoryDNA甲基化
DNA methylation营养细胞
VC精细胞
SC营养细胞
VC精细胞
SC营养细胞
VC精细胞
SCH1.1 – * H3K4me3 + + + + CG + + + + + H1.2 – * H3K9me2 – + + + CHG + + + + H2B.8 – * H3K27me3 + + + – CHH + + + + H3.3 * * H3K9ac + + + + H3.10 – * H3.14 * – cenH3 – * 注：VC，营养细胞；SC，精细胞；*，表示存在；–，表示不存在； + 、 + + 、 + + + ，分别表示营养细胞与精细胞之间的相对丰富度。组蛋白变体结果主要参考融合蛋白材料和免疫荧光实验数据；组蛋白修饰结果主要参考免疫荧光实验数据；DNA甲基化结果主要参考组学数据。 Notes: VC, vegetative cell; SC, sperm cell; *, indicates presence; –, indicates absence; + , + + , + + + , indicate relative abundance between vegetative and sperm cells. Histone variant results mainly refer to fusion protein plants and immunofluorescence assay data. Histone modification results mainly refer to immunofluorescence assay data. DNA methylation results mainly refer to -omics data. 
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