墨瑞鱈幼魚形態(tài)性狀對體質量通徑分析及生長曲線擬合

陳愛華，董義超，呂 曼，李泉城，李 蒙，石 英，劉 明

(1.乳山市海洋與漁業(yè)監(jiān)測減災中心，山東乳山 264500；2.山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學院，山東濰坊 261061；3.山東科技職業(yè)學院，山東濰坊 261053；4.青島七彩種業(yè)科技有限公司，山東青島 266621；5.中國海洋大學海水養(yǎng)殖教育部工程研究中心，山東青島 266071)

墨瑞鱈(Maccullochellapeelii)屬鱸形目(Perciformes)鱸科(Percichthyidae)鱈鱸屬(Maccullochella)中的一種暖水性淡水魚類，國內又稱澳洲龍紋斑、龍紋斑、澳斑。原產于澳大利亞，1999年被引入我國臺灣地區(qū)進行馴養(yǎng)，此后大陸地區(qū)也陸續(xù)展開飼養(yǎng)，目前主要在山東、江蘇、福建等地開展養(yǎng)殖。墨瑞鱈肉質細嫩可口、肉厚刺少、高蛋白低脂肪、含有豐富的Ω-3多不飽和脂肪酸，為頂級的白肉魚[1-4]，是國內具有很高開發(fā)潛力的一種名貴魚類。目前關于墨瑞鱈的基礎研究報道相對較少，主要集中在生物學特性、工廠化繁育、養(yǎng)殖技術、肌肉的營養(yǎng)成分等方面[5-9]。墨瑞鱈幼魚在養(yǎng)殖期間，由于出現(xiàn)個體生長差異較大，引起互相撕咬和吞食現(xiàn)象，需根據(jù)苗種的個體大小進行分池。但隨著魚體的活力增強，在分池過程中會造成魚體損傷，加大其應激反應，易造成疾病感染。因此，在墨瑞鱈幼魚期挑選優(yōu)良品種尤為重要，可更好地開展墨瑞鱈在國內人工健康養(yǎng)殖。

在魚類苗種選育研究中，一般首選體質量作為直接的目標性狀，但在操作過程中，體質量受到外部因素的影響較大，如體表存在的水分、腸道內食物、胃腸排空度等；而形態(tài)性狀同體質量具有相對穩(wěn)定的關聯(lián)性，采用多元回歸分析方法選出對體質量有影響的形態(tài)性狀，進行輔助選育，方法簡單方便。目前多元分析已廣泛用于魚、蝦、蟹和貝類等物種形態(tài)性狀分析[10-14]，其中關于魚類幼魚體質量與形態(tài)性狀的通徑分析研究較多，但未見墨瑞鱈幼魚的相關報道。趙旺等[15，16]研究發(fā)現(xiàn)3月齡斜帶石斑(Epinepheluscoioides)幼魚以體質量為主要選育性狀時，主要以體長、體高、體寬、眼間距為輔；4月齡尖吻鱸(Larescalcarife)幼魚以體質量為主選育時，形態(tài)性狀以吻至第2背鰭終點的距離為主要輔助形態(tài)性狀。黃建盛等[17]研究4月齡軍曹魚(Rachycentroncanadum)幼魚時，體質量為首選性狀，體長、頭長及眼后頭長作為輔助性狀。練青平等[18]研究4月齡馬口魚(Opsariichthysbidens)幼魚時，發(fā)現(xiàn)選育時形態(tài)性狀以全長、體長、體高、體寬和頭長為輔助性狀。方偉等[19]研究黃鰭金槍魚(Thunnusalbacores)5月齡幼魚時，發(fā)現(xiàn)以體質量為目標選育時，以胸鰭長作為輔助主要形態(tài)性狀。在魚類選育研究中，研究幼魚體質量與形態(tài)性狀之間關系，有助于幼魚階段選育工作，同時減少幼魚因個體差異大，引起的相互傷害，對其生產具有重要意義。本研究隨機選取4月齡墨瑞鱈為研究對象，測量其體重及形態(tài)性狀，采用回歸分析形態(tài)性狀與體質量的關系，通過相關分析與通徑分析獲得影響墨瑞鱈幼魚體質量的主要形態(tài)性狀，并建立回歸方程，篩選出最優(yōu)擬合曲線模型，為墨瑞鱈苗種選育工作提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

本實驗隨機選取健康無傷的墨瑞鱈101尾(由青島七彩種業(yè)科技有限公司提供，幼魚于封閉式工業(yè)化高密度循環(huán)水養(yǎng)殖)，飼料使用青島七彩公司研發(fā)的墨瑞鱈工業(yè)化循環(huán)水養(yǎng)殖專用飼料。養(yǎng)殖密度約5 500 尾/m3，水溫為22～26 ℃，pH為8.3左右，溶解氧控制在7～10 mg/L，氨氮低于0.3 mg/L，亞硝酸鹽低于0.05 mg/L，鹽度應控制在0.5‰～5‰，水中懸浮物應小于10 mg/L。

1.2 測量指標及方法

測定指標包括全長(X1)、體長(X2)、體高(X3)、頭長(X4)、軀干長(X5)、眼后頭長(X6)、眼徑(X7)、吻長(X8)、尾柄長(X9)、尾鰭長(X10)、尾柄高(X11)和體質量(Y)。采用丁香油將魚麻醉，體質量用濾紙先吸干水分后，采用天平稱量(精確到0.01 g)，游標卡尺測量魚類形態(tài)指標(精確到0.01 mm)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

應用SPSS 25.0對形態(tài)性狀數(shù)據(jù)進行相關分析、通徑分析，計算通徑系數(shù)及決定系數(shù)，得到形態(tài)性狀對體質量作用影響程度。在回歸分析中，采用逐步回歸分析方法中逐步引入-剔除法[20]，構建4月齡墨瑞鱈幼魚形態(tài)性狀對質量的多元回歸方程及偏回歸系數(shù)檢驗，以體質量為因變量、回歸方程中的形態(tài)性狀為自變量，篩選出最優(yōu)擬合模型。

2 結果與分析

2.1 數(shù)量性狀統(tǒng)計結果

統(tǒng)計數(shù)量性狀結果發(fā)現(xiàn)，4月齡墨瑞鱈的平均體質量為(0.98±0.49)g，變異系數(shù)最大為(50.61%)，Y的變異系數(shù)同其他形態(tài)性狀相比，差別較大。表明在各性狀中Y是具有最大的選擇潛力，苗種選育時可首先考慮此性狀，其他形態(tài)性狀變異系數(shù)介于14.23%～19.82%(表1)。

表1 數(shù)量性狀的統(tǒng)計量(n=101)Tab.1 Phenotypic statistics of various quantitative traits (n=101)

2.2 墨瑞鱈形態(tài)性狀對體質量的通徑分析

2.2.1 數(shù)量性狀間相關性

相關性分析結果由表2可知，4月齡墨瑞鱈各形態(tài)性狀與體質量呈極顯著正相關，X2與Y的相關系數(shù)最大為0.903，X10與Y的相關系數(shù)最小為0.559。各形態(tài)性狀之間的相關性均達極顯著相關，符合通徑分析的前提條件，但性狀之間可能存在多重共線性問題，需采用逐步回歸分析并進行檢驗。

表2 各性狀間相關系數(shù)Tab.2 The correlation coefficients of quantitative traits

2.2.2 形態(tài)性狀對體質量的通徑系數(shù)

對墨瑞鱈體質量(Y)進行正態(tài)性檢驗(表3)。采用Kolmogorov-Smirnov Test進行正態(tài)性檢驗，經檢驗體質量(Y)符合正態(tài)分布，表明體質量符合正態(tài)分布，可進行回歸分析。

表3 墨瑞鱈體質量正態(tài)分布檢驗結果Tab.3 Normal test result of body weight of M.peelii

采用逐步法剔除通徑系數(shù)不顯著的形態(tài)性狀，在11個形態(tài)性狀中，影響墨瑞鱈幼魚體質量形態(tài)性狀為X2、X7、X11。根據(jù)相關系數(shù)的組成效應，將形態(tài)性狀與體質量的相關系數(shù)分解為各性狀的直接作用和間接作用兩部分[16]。由表4可知，3個形態(tài)性狀中，X2對Y的直接作用系數(shù)最大(0.676)，其次為X7(-0.150)和X11(0.393)。其中X7對Y的作用系數(shù)為負值，表明X7對Y產生負向效應，但從X7對X2、X11性狀產生的間接作用，消除了X7的負向效應。間接作用中，X11通過X2對Y的間接作用最大，X2通過X7對Y的間接作用最小。

表4 形態(tài)性狀對體質量相關系數(shù)分解匯總Tab.4 The correlation coefficient decomposition summary of the morphometric attributes on body weight

2.2.3 形態(tài)性狀對體質量決定作用分析

表5中對角線上為該性狀單獨對體質量的決定系數(shù)；其下方為兩性狀共同對體質量影響的決定系數(shù)。從表中看出，墨瑞鱈幼魚形態(tài)性狀對Y總決定系數(shù)為0.862，說明X2、X7、X11是影響體質量的重要性狀。X2對Y直接決定程度最大(0.457)，其次為X11(0.154)，X7最小(0.023)。兩兩形態(tài)性狀對體質量決定作用最大的為X2和X11，其共同作用的決定系數(shù)為0.459，X2和X7共同作用的決定系數(shù)最小為-0.152。由此可見，決定墨瑞鱈幼魚體質量變化的主要形態(tài)性狀為X2。

表5 形態(tài)性狀對體質量決定系數(shù)Tab.5 Determination coefficient morphological traits of the body weight

表6 偏回歸系數(shù)和回歸常數(shù)的顯著性檢驗Tab.6 The test of the significance of partial regressions and corresponding intercepts

表7 形態(tài)性狀與體質量的曲線模型擬合Tab.7 Curve model fitting of morphological traits and body mass

2.2.4 多元回歸方程的構建

采用通徑分析與逐步回歸分析法，去除回歸系數(shù)不顯著變量，利用偏回歸系數(shù)顯著形態(tài)性狀與體質量建立多元回歸方程：

Y=-1.568+0.055X2-0.124X7+0.267X11(R2=0.857)

經方差結果顯示，多元回歸方程的回歸關系達到極顯著水平(P=0.000<0.01)，R2=0.857。經偏回歸系數(shù)和回歸常數(shù)顯著性檢驗，X2、X7、X11方差膨脹因子VIF<10，不存在多重共線性現(xiàn)象。其中X2(t=8.012，P<0.01)、X11(t=5.221，P<0.01)2個形態(tài)性狀回歸關系達到極顯著水平，X7(t=-2.621，P<0.05)回歸關系表現(xiàn)為顯著水平，說明該方程在實際應用中方便可靠。

2.3 曲線模型擬合結果

通過多元回歸方程選出X2、X7、X113個形態(tài)性狀作為自變量，分別同Y進行曲線模型擬合。擬合結果如下：各模型的擬合結果均呈極顯著相關，3個形態(tài)性狀與Y的最佳擬合模型為二次函數(shù)，模型方程分別為：

對應的R2分別為0.847、0.462、0.831。

3 討論

3.1 墨瑞鱈幼魚形態(tài)性狀對體質量的影響

質量性狀是魚類遺傳改良的目標之一，在魚類品種選育中，已作為重要的評價指標。本研究測量12個數(shù)量性狀指標中，體質量的變異系數(shù)最高，為50.61%，遠高于其它性狀；這同斜帶石斑魚、尖吻鱸、軍曹魚等魚類研究結果相同[15-17]；變異系數(shù)反映的是形態(tài)性狀選擇潛力不同，體質量變異系數(shù)最高，說明體質量在墨瑞鱈苗種養(yǎng)殖生產選育中具有很大潛力。但僅通過體質量指標難以取得理想結果，若能通過其他相關性較高的目標性狀加以輔助選擇，則能達到更佳的選育效果。通徑分析對多個相關變量具有直觀精確優(yōu)點，可以準確判斷影響因變量的主要因素。

通徑分析在相關分析和多元回歸分析的基礎上，進一步明確形態(tài)性狀對體質量的直接作用和間接作用程度，顯示體質量與形態(tài)性狀間的因果關系，最終確定影響體質量的形態(tài)性狀。

許多學者在通徑分析中認為共同決定系數(shù)總和≥0.85時，作為確定主要形態(tài)性狀的依據(jù)[21]。本研究中，引入回歸方程中的3個形態(tài)性狀總決定系數(shù)為0.862，大于0.85，可以確定3個形態(tài)性狀指標能夠準確反映對體質量的影響。通徑分析中，體長對體質量的直接作用最大，其次為尾柄高和眼徑；而眼徑對體質量直接影響為負向作用，這同黃姑魚(Nibeaalbiflora)[22]、多鱗鱚(SillagosihamaForsskal)[23]研究結果相一致。盡管眼徑對體質量影響為負，但體長和尾柄高兩個形態(tài)性狀間接作用抵消其負影響。在間接作用中，尾柄高通過體長對體質量間接作用最大；而且尾柄高和眼徑的間接作用總和大于各自對體質量的直接作用，表明兩者是通過體長對體質量間接影響。因而，4月齡墨瑞鱈幼魚選育時，應將體長作為關鍵性狀，尾柄高、眼徑為輔助性狀。從研究結果可以看出，確定的形態(tài)性狀指標同其它品種存在一定差異，這可能是由水產品種會受到外部因素影響，如種類不同、年齡階段、生長環(huán)境、性別、性腺發(fā)育時期等。許多研究學者也發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象，李俊偉等[24]在四指馬鲅(Eleutheronematetradactylum)的研究中表明，室內循環(huán)水養(yǎng)殖群體對體質量影響為體長、體高、頭長、頭寬；而池塘養(yǎng)殖群體對體質量影響為全長、尾柄高、體長、軀干長。梁健等[25]研究表明不同地理群體菲律賓蛤仔(Ruditapesphilippinarum)影響軟體質量的主要表型性狀并不相同，北方土著品種群體為殼長，南方養(yǎng)殖蛤仔群體為殼高。宋勇等[26]研究發(fā)現(xiàn)野生葉爾羌高原鰍(Triplophysayarkandensis)雌、雄魚對體質量影響較大的形態(tài)性狀各不相同，雌性為叉長和眼間距；雄性為頭長、尾長和體高。本研究中，確定體長、尾柄高、眼徑為影響4月齡墨瑞鱈幼魚的重要形態(tài)性狀，在養(yǎng)殖生產中，利用回歸方程可提高墨瑞鱈的選育效率。

3.2 墨瑞鱈體質量與主要形態(tài)性狀的模型擬合

為更加明確回歸方程中墨瑞鱈體質量與主要形態(tài)性狀的單一變量間關系，對體長、尾柄高、眼徑與質量分別進行曲線模型擬合，擬合優(yōu)度越大，表明自變量對因變量的解釋程度越高 ，自變量引起的變動占總變動的百分比越高[27]。結果顯示，體長、尾柄高、眼徑對體質量的擬合模型均為二次函數(shù)最優(yōu)。尾柄高、眼徑形態(tài)性狀擬合最優(yōu)度(R2)均<0.85，說明尾柄高和眼徑作為單獨變量時不能很好準確表達體質量變化，可作為表達體質量變化主要形態(tài)性狀指標輔助指標；而體長與體質量的擬合優(yōu)度(R2)≥0.85，表明體長單獨作為變量時能夠很好反映體質量變化，可視為體質量變化關鍵形態(tài)性狀指標。結合形態(tài)性狀相關性分析，體長與質量相關性最強(0.903)；通徑分析中體長對體質量的直接作用最大(0.676)。對通徑分析和回歸分析的結果基礎上進一步進行曲線模型擬合驗證，得到體長與體質量的擬合優(yōu)度最高。綜上結果，確定影響4月齡墨瑞鱈幼魚體質量最關鍵形態(tài)性狀為體長。這也與對個體幾何空間貢獻較大的性狀對體質量影響較大的結論相一致。在大菱鲆(Scophthalmusmaximus)快生長品系[28]、4～5月齡小黃魚(Larimichthyspolyactis)[29]、3月齡、6月齡哲羅鮭(Huchotaimen)[30]、6月齡馬蘇大麻哈魚(Oncorhynchusmasou)[31]等研究結果中都得到認同。

4 結論

本研究通過通徑分析與模型擬合，確定4月齡墨瑞鱈幼魚對體質量影響的形態(tài)性狀以體長作為主要參考性狀，尾柄高和眼徑為輔助參考性狀。通過發(fā)現(xiàn)墨瑞鱈生長發(fā)育早期對體質量影響最大的形態(tài)性狀，對早期墨瑞鱈苗種篩選提供幫助，減少個體差異引起的傷害，同時可降低成本，提高選育效率。由于幼魚生長速度較快，形態(tài)性狀可能會跟著發(fā)生變化，下一步需要我們根據(jù)墨瑞鱈的不同生長階段做進一步的摸索。