值得收藏！聚焦2018—2020全球农业领域前沿研究

　　12月18日，中国工程院《全球工程前沿2020》报告发布，该报告主要依托中国工程院9个学部及中国工程院《工程》系列期刊对全球工程前沿研究项目开展研究工作。2020年在农业领域，共遴选出11个工程研究前沿与9个工程开发前沿。

　　对比2018年、2019年，可以看出研究者们对动物病毒的关注急剧增加，在2020年农业领域工程研究前沿Top11中就有2项与动物病毒有关，分别是“动物病毒的溯源、进化、遗传变异”和“动物重要病毒与宿主互相作用”。

　　自21世纪以来，从SARS、H7N9到新冠病毒，病毒跨物种传播的事情一直在自然界中反复发生。对于预防和控制病毒性传染病，对动物病毒溯源、解析其进化及遗传变异，与宿主互相作用均是有效手段。2003年暴发的SARS病毒仍需深入研究，2019年新型冠状病毒就猝不及防地出现。2018 年 8 月，中国开始暴发非洲猪瘟（ASF），一种由非洲猪瘟病毒（ASFV）引起的一种广泛出血性高度接触性疫病，猪病死率可达 100%。世界动物卫生组织（OIE）也将 ASF 列为必须通报的动物疫病，而目前尚无商业化ASF免疫疫苗也是其成为热门研究的重要原因。另外，被 OIE定为甲类传染病的流行性病毒（AIV）的跨宿主传播事件也时有发生。

　　这些事件使得研究者们将目光不断投向动物病毒的研究，从2019年位列TOP2——“动物疫病发病机理及防控”，到2020年“动物病毒的溯源、进化、遗传变异”荣登榜首。此外，“猪圆环病毒3型的鉴定与遗传特征分析”也位列中科院2020年研究前沿的榜单中。

　　CRISPR-Cas9基因编辑技术在农业的应用研究一度在前沿研究中占据前2名的席位，今年取而代之的是动植物精准设计育种，美国2018年更是将基因组学与生物精准育种列为未来农业发展的重大方向之一。精准设计育种涵盖了基因定位、筛选优良等位基因、把分散在不同个体中的优良基因聚合在一起三个环节。具体实施路径上以各种组学数据库为基础，利用生物信息学技术和计算机辅助对育种过程进行模拟，根据育种目标利用基因编辑技术来设计育种材料，培育符合育种目标的新品种。

　　无人农场智能装备一举跃居工程开发前沿的TOP1，专利平均被引数也是最高的，该前沿领域最终需要解决的问题是种植业、畜牧业和渔业等全过程无人化生产模式。无人农场智能装备前沿技术主要有智能感知、智能导航、智能作业、智能管理和系统集成。虽然中国在专利公开量上位居第1，公开量有102个，但被引数仅218。而公开量为67个、排名第二位的美国被引数达668，相对而言质量更高。

　　育种方面，今年仅有一个，即人工智能辅助育种。人工智能技术应用于动植物育种主要有4个方向：①发掘功能变异，指导杂交育种；②设计优异等位变异，指导基因编辑育种；③创制新型功能元件，指导合成生物学；④智能分析图像，提取表型特征。祥创科技北京有限公司和云南农业大学在该领域的研究认可度相较较高，平均被引较多。

　　植物保护领域，由2018年的抗病基因的导入与抗病新品种利用到2019年的绿色植保技术，今年聚焦在植保无人飞机病虫害智能识别与精准对靶施药。该工程前沿的主要研发点包括：①农田遥感影像获取；②遥感图像解译；③精准变量喷施。植保无人飞机是近年来的新型植保作业方式，因此，对雾滴的沉积与飘移机理研究还不够深入，这是未来植保无人飞机精准投放技术的主攻点之一。

　　虽然中国是全球植保无人机应用最多的国家，而且中国又是专利的主要产出国，但是中国公司专利被引数比例相对偏低，Working Drones公司的利用移动终端对无人飞机进行导航和控制的专利被引数为242次，是本前沿最有影响的专利，也是无人飞机研究的重点方向之一。

　　本报告中，工程研究前沿的基础素材主要来自以下两种途径：一是科睿唯安基于 Web of Science核心合集的 SCI 期刊论文和会议论文数据，通过共被引聚类方法获得文献聚类主题；二是专家提名备选工程研究前沿。两种途径获得的前沿经过专家论证、提炼得到备选工程研究前沿，再经过问卷调查和多轮专家研讨，遴选得出9个领域93个工程研究前沿。

　　工程开发前沿的基础素材主要来自以下两种途径，一是主要以科睿唯安公司的 Derwent Innovation专利数据库为原始数据，通过建立德温特专利分类号与中国工程院学部专业划分体系的映射关系，获得分析的基础数据，而后对 9 个领域 53 个学科组被引频次位于前 10 000 的高影响力专利进行主题聚类，获得 53 张专利地图，领域专家从专利地图中解读出备选工程开发前沿，其中工程管理领域作为单独的学科组进行分析；二是专家提名或小同行专利分析备选工程开发前沿。两种方式获得的备选开发前沿通过问卷调查和多场研讨，最终获得每个领域 10 个左右工程开发前沿。

　　11月13日，中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院文献情报中心与科睿唯安联合向全球发布了《2020研究前沿》报告，报告以文献计量学中的共被引分析方法为基础，基于科睿唯安的Essential Science Indicators (ESI) 数据库中的11626个研究前沿，遴选出了2020年自然科学和社会科学的11大学科领域排名最前的110个热点前沿和38个新兴前沿。

　　热点前沿的遴选首先把 ESI 数据库的 21 个学科划分到 11个高度聚合的大学科领域中，然后对每个 ESI 学科中的研究前沿的核心论文，按照总被引频次进行排序，提取排在每个 ESI 学科前 10% 的最具引文影响力的研究前沿，并将其整合到 11 大领域中，以此数据为基础，再根据核心论文出版年的平均值重新排序，遴选出每个领域中那些“最年轻”的研究前沿。

　　为了识别新兴前沿，报告对研究前沿中的核心论文的出版年赋予了更多的权重或优先权，只有核心论文平均出版年在 2018 年 6 月之后的研究前沿才被考虑，将每个ESI 学科的研究前沿按被引频次从高到低排序，选取被引频次排在前 10% 的研究前沿，然后各学科战略情报研究人员经过调研和评审，遴选出每个 ESI 学科中的新兴前沿，并将其整合到 11 大领域中，从而遴选出了 11 大领域的 38 个新兴前沿，这 38 个新兴前沿最早的平均出版年是 2018.6。

　　农业科学、植物学和动物学领域有 1 个方向入选新兴前沿，即“可降解废弃物资源化利用生物学调控技术及机制研究”。

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