不同地區(qū)毛蚶群體的形態(tài)差異的比較研究＊

宋菲菲，王其翔，劉 名，蓋姍姍，劉洪軍，唐學(xué)璽＊＊

（1.中國(guó)海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院，山東 青島266003；2.山東省海水養(yǎng)殖研究所，山東 青島266002）

毛蚶（Scapharca subcrenata）是一種底棲的經(jīng)濟(jì)貝類，屬于軟體動(dòng)物門（Phylum Mollusca）、雙殼綱（Class Bivalvia）、蚶目（Order Arcoida）、蚶科（Family Arcidae）、毛蚶屬（Genus Scapharca），俗稱毛蛤、麻蚶、瓦楞子等，廣泛分布于日本、朝鮮、中國(guó)沿岸。在中國(guó)北起鴨綠江，南至廣西均有分布，以萊州灣、渤海灣、遼東灣、海州灣等地區(qū)資源尤為豐富。毛蚶不但其肉味鮮美，具有高蛋白、低脂肪、維生素含量高等特點(diǎn)，而且具有藥用價(jià)值，深受消費(fèi)者喜愛。近年來由于過度捕撈及環(huán)境污染加重等因素，導(dǎo)致毛蚶資源日益匱乏，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求，價(jià)格不斷攀升。因此，近幾年毛蚶的增養(yǎng)殖技術(shù)研究已引起人們的高度重視［1］。

國(guó)內(nèi)外圍繞毛蚶所開展的研究工作多見于其形態(tài)特征、生活習(xí)性、生理及生殖特性等方面。竺俊全等［2］應(yīng)用透射電鏡技術(shù)對(duì)毛蚶與青蚶精子的超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較研究，進(jìn)而研究了蚶科的進(jìn)化關(guān)系；閻斌倫等［3］詳細(xì)研究了毛蚶的性腺發(fā)育和生殖周期；王輝等［4］對(duì)南海毛蚶形態(tài)特征與體重進(jìn)行了相關(guān)分析；楊玉香等［5－6］比較系統(tǒng)的研究了毛蚶幼貝生活習(xí)性和遼東灣毛蚶的繁殖特征；許星鴻等［7］對(duì)毛蚶消化系統(tǒng)形態(tài)學(xué)和組織化學(xué)等方面進(jìn)行了詳細(xì)研究；另外毛蚶的養(yǎng)殖技術(shù)和育苗等方面［8－10］研究也比較集中。而有關(guān)毛蚶不同地理群體間形態(tài)差異的分析研究，除陳蓉［11］等對(duì)中國(guó)5個(gè)海區(qū)的不同毛蚶群體進(jìn)行了形態(tài)差異分析外鮮有報(bào)道。

本文利用多變量形態(tài)度量數(shù)量形態(tài)學(xué)研究方法對(duì)山東省4個(gè)地區(qū)：青島紅島、威海乳山、東營(yíng)河口、東營(yíng)廣饒，以及遼寧省葫蘆島和海南省三亞共6個(gè)不同地區(qū)的毛蚶群體的形態(tài)差異進(jìn)行了比較研究，分析了毛蚶種內(nèi)的形態(tài)差異特點(diǎn)，為毛蚶的地理群體識(shí)別、遺傳特征研究、種質(zhì)資源保護(hù)與恢復(fù)提供重要的依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 毛蚶的采集

圖1 毛蚶樣品采集地點(diǎn)圖Fig.1 Map depicting the sampling location of Scapharca subcrenata

2011年4～9月，采取6個(gè)地區(qū)的毛蚶自然群體。分別為：青島紅島（HD）；威海乳山（RS）；東營(yíng)河口（HK）；東營(yíng)廣饒（GR）；遼寧省葫蘆島（LN）；海南省三亞（SY）（見圖1）。所有毛蚶冰塊保鮮運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后，各個(gè)群體隨機(jī)取外殼沒有損壞的個(gè)體60個(gè)，洗凈后直接用于測(cè)量。

1.2 形態(tài)指標(biāo)及測(cè)定

采用游標(biāo)卡尺作為測(cè)量工具，精確到0.00mm，參考馮建彬等［12］、張永普等［13］方法，測(cè)量殼長(zhǎng)（AB）、殼高（OC）、殼寬（GH）、楯面長(zhǎng)（OE）、楯面寬（MN）、小月面長(zhǎng)（OF）、前端到腹緣（BC）、后端到腹緣（AC）、韌帶長(zhǎng)（OD）、放射肋寬（RRW）、放射肋數(shù)（RR）、鉸合齒數(shù)（HT）以及殼質(zhì)量（W0）13個(gè)指標(biāo)（見表1，圖2）。其中前10個(gè)指標(biāo)每個(gè)測(cè)3次然后取平均值；殼質(zhì)量是去除內(nèi)臟和殼外附著物，室溫條件下風(fēng)干以后用電子天平稱重，精確到小數(shù)點(diǎn)后2位。

表1 毛蚶各測(cè)量性狀描述Table 1 Definition of measured morphological characters in Scapharca subcrenata

圖2 毛蚶形態(tài)學(xué)測(cè)量位點(diǎn)Fig.2 Landmark points of morphological measruement of Scapharca subcrenata

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用聚類分析、判別分析和主成分分析3種多元分析方法對(duì)6個(gè)毛蚶群體的形態(tài)差異進(jìn)行比較和分析。為消除毛蚶個(gè)體大小對(duì)形態(tài)特征的影響，先將每只毛蚶的所測(cè)參數(shù)除以自身的殼長(zhǎng)得到校正值后再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理［14］。用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

1.3.1 聚類分析 對(duì)所有的形態(tài)學(xué)指標(biāo)的平均值進(jìn)行校正后進(jìn)行聚類分析，所采用的聚類方法是歐氏距離的最短距離系統(tǒng)聚類法［14－15］。

1.3.2 判別分析 通過SPSS16.0，采用逐步判別方法進(jìn)行判別分析。逐步判別公式參照Brezeski等［15］方法對(duì)所有的參數(shù)進(jìn)行校正，其中F檢驗(yàn)計(jì)算公式如下：

判別分析對(duì)所有樣本進(jìn)行逐個(gè)判別，判別準(zhǔn)確率及綜合判別率的計(jì)算公式如下：

判別準(zhǔn)確率P1（%）＝判別正確的毛蚶數(shù)／實(shí)測(cè)毛蚶數(shù)×100

判別準(zhǔn)確率P2（%）＝判別正確的毛蚶數(shù)／判別毛蚶數(shù)×100

式中：Ai為第i個(gè)群體判別正確的毛蚶數(shù)；Bi為第i個(gè)群體實(shí)際判別的毛蚶數(shù)；k為群體數(shù)。

1.3.3 主成分分析 通過SPSS16.0統(tǒng)計(jì)軟件運(yùn)算得出3個(gè)綜合性的指標(biāo)，即互相不關(guān)聯(lián)的3個(gè)主成分。主成分貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率的計(jì)算參照Moralev［16］的方法。

2 結(jié)果

2.1 聚類分析

根據(jù)不同海區(qū)的6個(gè)毛蚶野生群體聚類分析的結(jié)果可以看出河口群體和廣饒群體形態(tài)最為接近；海南群體的趨異程度最大，與其他5個(gè)群體的形態(tài)差異最大。紅島群體、乳山群體和遼寧群體的趨異程度居中（見圖3）。

圖3 6個(gè)毛蚶地理群體聚類分析圖Fig.3 Diagram of chister analysis of six geographical populations of Scapharca subcrenata

2.2 判別分析

通過逐步判別分析，篩選出了8個(gè)性狀的特征值建立了6個(gè)毛蚶野生群體的判別函數(shù)，為了除去個(gè)體大小對(duì)形態(tài)度量指標(biāo)的影響，度量指標(biāo)除以殼長(zhǎng)作為判別的特征值，式中的殼高、殼寬、楯面長(zhǎng)、楯面寬、后端到腹緣、放射肋寬、鉸合齒數(shù)和殼質(zhì)量均為除以殼長(zhǎng)之后得到的校正值，其中 X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9分別表示 OC／AB、GH／AB、OE／AB、MN／AB、BC／AB、AC／AB、RRW／AB、HT／AB、W0／AB。表 2為判別函數(shù)的各項(xiàng)系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)。6個(gè)群體的判別公式如下：

將不同地區(qū)的6個(gè)毛蚶群體的8個(gè)性狀參數(shù)的校正值分別代入上述6個(gè)判別函數(shù)中，計(jì)算出函數(shù)值，被判個(gè)體歸屬于函數(shù)值最大的判別函數(shù)所對(duì)應(yīng)的毛蚶群體。判別結(jié)果表明，不同群體之間的形態(tài)差異顯著（P＜0.01）。從表3中可以看出利用判別函數(shù)回代的結(jié)果，判別準(zhǔn)確率P1為82.76%～98.63%，判別準(zhǔn)確率P2為80.00%～100%，6個(gè)群體的綜合判別率為91.7%（見表3）。

表2 6個(gè)毛蚶地理群體形態(tài)判別函數(shù)各項(xiàng)系數(shù)及常數(shù)項(xiàng)Table 2 Coefficients and constants of discriminant functions for six geographical populations of Scapharca subcrenata

表3 6個(gè)毛蚶地理群體判別分析結(jié)果Table 3 Discriminant analysis result of six geographical populations of Scapharca subcrenata

2.3 主成分分析

采用SPSS16.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)校正獲得的毛蚶形態(tài)學(xué)指標(biāo)進(jìn)行綜合運(yùn)算，獲得3個(gè)互不關(guān)聯(lián)的主成分，主成分分析結(jié)果見表4。3個(gè)互不關(guān)聯(lián)的主成分的方差貢獻(xiàn)率分別為：主成分1的貢獻(xiàn)率為31.25%，主成分2的貢獻(xiàn)率為24.46%，主成分3的貢獻(xiàn)率為12.39%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為68.10%。3個(gè)主成分可解釋不同群體之間的形態(tài)差異的68.10%。在第一個(gè)主成分中，殼質(zhì)量校正值影響最大，其貢獻(xiàn)率為92.0%，此外，放射肋數(shù)校正值、鉸合齒數(shù)校正值以及楯面寬的校正值影響也較大，分別為85.2%、82.7%以及66.5%；在第二個(gè)主成分中，楯面長(zhǎng)的校正值的影響最大，其貢獻(xiàn)率為69.4%，其次為韌帶長(zhǎng)校正值和小月面長(zhǎng)校正值的影響較大，分別為68.0%、64.7%；在第三個(gè)主成分中，前端到腹緣的校正值影響最大，其貢獻(xiàn)率為56.3%。

表4 6個(gè)毛蚶地理群體3個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率及負(fù)荷率Table 4 Contributive proportion and loading of three principal components of six geographical population of Scapharca subcrenata

圖4 6個(gè)毛蚶地理群體的主成分分布散點(diǎn)圖Fig.4 Scattering diagram of six geopraphical populations of Scapharca subcrenata

前3個(gè)主成分的散點(diǎn)分布圖（見圖4）表明，6個(gè)群體在主成分1上分化并不明顯；主成分2分布上，乳山群體與其他群體分化相對(duì)較大；在主成分3分布上，海南群體與乳山群體與其他群體分化較為明顯。

3 討論

聚類分析結(jié)果和判別分析結(jié)果一致，都表明河口群體和廣饒群體形態(tài)最為接近；海南群體與其他5個(gè)群體的形態(tài)差異最大。紅島群體、乳山群體和遼寧群體的趨異程度居中。主成分結(jié)果表明，毛蚶群體間的變異主要來源于楯面長(zhǎng)、放射肋數(shù)、鉸合齒數(shù)、韌帶長(zhǎng)以及前段到腹緣的長(zhǎng)度這幾個(gè)主要性狀。而海南群體與其他群體的差異可能主要來源于前端到腹緣長(zhǎng)度這一變量。從表4可以看出主成分1與放射肋數(shù)，鉸合齒數(shù)有較大的正相關(guān)，由于這2個(gè)因素與毛蚶的鉸合齒有關(guān)，因此主成分1可以認(rèn)為是毛蚶的鉸合齒；主成分2與楯面長(zhǎng)，韌帶長(zhǎng)，殼高有較大的正相關(guān)，主成分2可以認(rèn)為是毛蚶的個(gè)體大??；主成分3與殼寬有較大的正相關(guān)，與前端到腹緣有較大的負(fù)相關(guān)，可能由于地區(qū)不同造成的。因?yàn)殂q合齒的個(gè)數(shù)是由于毛蚶本身遺傳物質(zhì)決定的，所以主成分1的影響最大。這與陳蓉［8］等的研究結(jié)果相同。

根據(jù)研究結(jié)果，毛蚶群體變異程度可能與地理距離的存在一定相關(guān)關(guān)系。地理距離較遠(yuǎn)的群體間，形態(tài)變異程度較大。這可能是由于毛蚶棲埋特性造成的，在殼長(zhǎng)達(dá)到1.2～1.5cm時(shí)，落入海底進(jìn)行淺埋生活，約經(jīng)2.0～2.5a長(zhǎng)成成貝，在其生活史的大部分時(shí)期內(nèi)棲息于潮間帶或淺海海底［17］，個(gè)體遷移能力較弱，對(duì)環(huán)境的依賴性極強(qiáng)。群體間的基因交流很可能受限于地理距離的遠(yuǎn)近.因而棲息地環(huán)境的差異也可能對(duì)毛蚶的形態(tài)造成一定的影響。中國(guó)的海岸線較長(zhǎng)，海域遼闊，不同海區(qū)的氣候、水文特征、底質(zhì)以及餌料的豐富程度都相差較大。南方氣候較北方溫暖，水溫較高、光照時(shí)間較長(zhǎng)；底質(zhì)方面，渤海遼東灣為粒質(zhì)較細(xì)的粉砂質(zhì)土軟泥，黃海西海岸為粘土質(zhì)軟泥，黃河口附近為粉砂質(zhì)軟泥；。鹽度方面，河口海域由于入海河流帶來大量沖淡水，鹽度相對(duì)較低，但營(yíng)養(yǎng)鹽豐富，這是其他群體所處的海區(qū)所不具備的天然條件。另外，?？谖挥诃傊莺{，海峽全部位于大陸架上，海底地形周高中低，為一東北—西南向狹長(zhǎng)矩形盆地，中央水深80～100m，東、西兩口地勢(shì)平坦，水深較淺。海峽區(qū)海流較強(qiáng)，夏季西南季風(fēng)盛行，海流自西向東流動(dòng)，流速大，其他季節(jié)均由東向西流動(dòng)，流速小。這些環(huán)境差異很可能影響到毛蚶的生長(zhǎng)發(fā)育速度，從而反映為外形量度特征的差異，是否因此造成了毛蚶在形態(tài)上的趨異程度加大尚待進(jìn)一步的研究。

紅島群體與廣饒群體間隔較遠(yuǎn)，理論上應(yīng)該與廣饒群體間的基因交流頻率較低，但是聚類結(jié)果卻表明，紅島群體與廣饒群體之間的差異性較小。一方面，可能由于二者棲息環(huán)境的相似，同黃河口類似的是，膠州灣有洋河、大沽河、李村河等8條主要的入海河流；另一方面，由于近年來山東沿海毛蚶的增殖放流發(fā)展迅速，各個(gè)海區(qū)間存在著大量的水產(chǎn)品引種和增養(yǎng)放流等活動(dòng)，可能由于養(yǎng)殖品種向自然環(huán)境的釋放增加了群體間基因交流的概率，紅島群體的親種有可能來源與其他地區(qū)。同時(shí)也說明了僅僅用形態(tài)參數(shù)進(jìn)行聚類分析得到的結(jié)果存在這誤差，需要結(jié)合分子遺傳學(xué)的研究才可能更真實(shí)地反映群體間的遺傳關(guān)系。

近年來，隨著人工育苗技術(shù)和規(guī)范化的人工養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，海洋經(jīng)濟(jì)貝類的養(yǎng)殖已成為海洋資源開發(fā)中占主導(dǎo)地位的產(chǎn)業(yè)。生物學(xué)家開始加大了對(duì)雙殼貝類遺傳育種及瀕危物種保護(hù)等方面的研究，貝類分類或種群的鑒定是這些研究的基礎(chǔ)。雙殼貝類的生長(zhǎng)期主要包括幼蟲期、稚貝期和成貝期，生長(zhǎng)指標(biāo)大致包括重量指標(biāo)和長(zhǎng)度指標(biāo)，因?yàn)檩^難測(cè)量其幼蟲階段重量指標(biāo)，故而重量指標(biāo)相對(duì)較少使用。傳統(tǒng)方法上對(duì)貝類的分類鑒定主要是通過其形態(tài)描述，如測(cè)定殼長(zhǎng)、殼寬、殼高等以及一些如貝殼顏色、形狀、紋理等屬性特征進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類，但是卻無法鑒別一些形態(tài)相似的種類。

形態(tài)差異上的比較為毛蚶種群的鑒別，種質(zhì)資源的保護(hù)，以及研究群體間形態(tài)特征變異與環(huán)境間關(guān)系提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然而，由于形態(tài)特征的局限，形態(tài)的變異并不一定真實(shí)反映遺傳上的變異，因而非常有必要開展后續(xù)遺傳學(xué)上的研究。

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