松陽(yáng)花鱉與中華鱉四個(gè)地理種群形態(tài)差異比較研究

金晶,劉子明,呂耀平,*,陸君,陳躍軍,朱仙龍,葉雅萍,謝貴榮

1.寧波大學(xué)海洋學(xué)院,寧波 315211 2.麗水學(xué)院生態(tài)學(xué)院,麗水 323000 3.麗水市水產(chǎn)技術(shù)推廣站,麗水32300 4.松陽(yáng)縣水產(chǎn)技術(shù)推廣站,麗水32300

1 前言

松陽(yáng)花鱉為中華鱉(Trionyx Sinensis)位于浙江省西南部的地方群體,隸屬于龜鱉目(Testudinata)、鱉科(Trionychidae),產(chǎn)自麗水松陽(yáng)縣,具有肉質(zhì)好、韌勁足、口感好等優(yōu)點(diǎn),有很大的市場(chǎng)前景。松陽(yáng)縣自上世紀(jì)八十年代中期就開(kāi)始進(jìn)行松陽(yáng)花鱉的人工養(yǎng)殖[1]。由于松陽(yáng)花鱉養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益好,養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴(kuò)大并且?guī)?dòng)越來(lái)越多的人投入到松陽(yáng)花鱉養(yǎng)殖行業(yè)當(dāng)中來(lái)。據(jù)松陽(yáng)縣水產(chǎn)技術(shù)推廣站統(tǒng)計(jì),松陽(yáng)花鱉在1995—1998年達(dá)到養(yǎng)殖高峰,有近二百多家養(yǎng)殖戶,養(yǎng)殖面積約1500余畝,產(chǎn)值高達(dá)4000萬(wàn)元,占松陽(yáng)縣水產(chǎn)行業(yè)的 70%,形成了松陽(yáng)縣古市鎮(zhèn)上河村與松陽(yáng)縣新興鎮(zhèn)大石村兩個(gè)比較集中的松陽(yáng)花鱉養(yǎng)殖村[2],養(yǎng)殖松陽(yáng)花鱉為松陽(yáng)縣帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)財(cái)富。中華鱉雖然沒(méi)有明顯的亞種分化,但存在著很多地理群體,如長(zhǎng)江流域的洞庭群體、黃河流域的黃河群體、珠江流域的廣西黃沙群體等。近年來(lái)中華鱉養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展,中華鱉引種頻繁[3-5],導(dǎo)致松陽(yáng)花鱉與其他中華鱉群體相互混雜,其種質(zhì)多樣性逐漸降低,故松陽(yáng)花鱉種質(zhì)資源的保護(hù)迫在眉睫。

外部形態(tài)是種質(zhì)資源鑒定最簡(jiǎn)單、直觀的重要方法之一[6–7]。目前,對(duì)中華鱉不同群體外部形態(tài)特征的研究較多,不同的研究者測(cè)定的外部形態(tài)指標(biāo)存在差異。如李思發(fā)等[8]通過(guò)對(duì)中華鱉15個(gè)外部形態(tài)特征進(jìn)行綜合比對(duì),研究中華鱉4個(gè)不同地理群體的幼鱉及成鱉的形態(tài)差異。劉陽(yáng)等[7]測(cè)量了中華鱉洞庭、黃河、黃沙、日本以及綠卡5個(gè)群體的16個(gè)外部形態(tài)性狀。肖丹鳳等[9]采用體質(zhì)量和6個(gè)形態(tài)特征為指標(biāo)對(duì)中華鱉黃河、洞庭和綠卡養(yǎng)殖群體進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)黃河群體的主要形態(tài)特征為背甲長(zhǎng)和體高,洞庭群體為背甲長(zhǎng)、背甲寬和體高,綠卡群體為腹甲長(zhǎng)和腹甲寬。因此,選擇較好的形態(tài)指標(biāo)對(duì)區(qū)分不同群體中華鱉尤為重要。本實(shí)驗(yàn)在先前研究者的基礎(chǔ)上,增添了多個(gè)形態(tài)指標(biāo),對(duì)松陽(yáng)花鱉與中華鱉4個(gè)不同群體的形態(tài)差異進(jìn)行了分析研究,旨在詳細(xì)地描述中華鱉的形態(tài)表征,將松陽(yáng)花鱉與其他中華鱉群體進(jìn)行區(qū)分,為松陽(yáng)花鱉種質(zhì)資源的保護(hù)和種質(zhì)改良提供科學(xué)的理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 材料

松陽(yáng)花鱉(SY)、德清花鱉(DQ)和黃河鱉(HH)采于浙江省麗水市松陽(yáng)縣大石村中華鱉養(yǎng)殖場(chǎng)。黃沙鱉(HS)產(chǎn)自廣西省貴港市平南縣平南鎮(zhèn)西村,洞庭湖鱉(DT)產(chǎn)自湖南省常德市漢壽縣。5個(gè)群體各60只,規(guī)格為(100±16)g·只-1,選取活力強(qiáng)、無(wú)缺損的個(gè)體。

2.2 體色、背部花紋的觀察和腹部黑斑的測(cè)定

圖1 中華鱉腹部代表性黑斑位置和背部花紋Fig.1 Position of the representative abdominal black spots and dorsal stripe of T.sinensis

按照李思發(fā)等[10]的方法,根據(jù)中華鱉腹部的黑斑分布規(guī)律和構(gòu)成的圖案,將其分為7塊,依照?qǐng)D1所示的各塊黑斑的分布位置對(duì)每只中華鱉腹部用數(shù)碼相機(jī)拍攝歸檔,同時(shí)觀察鱉的體色以及背部的花紋,對(duì)背部花紋和腹部黑斑的有無(wú)、斑塊數(shù)量及深淺予以統(tǒng)計(jì)分析。

2.3 形態(tài)指標(biāo)測(cè)定

對(duì)中華鱉5個(gè)不同群體的27項(xiàng)形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量,包括體重、背甲長(zhǎng)、背甲寬、體高、背周長(zhǎng)、后側(cè)裙邊寬、腹甲長(zhǎng)、腹甲凹寬、頭長(zhǎng)、頭寬、鼻寬、眼間距、前肢長(zhǎng)、前肢寬、后肢長(zhǎng)、后肢寬、尾寬、尾長(zhǎng)、爪子長(zhǎng)(右前肢身體內(nèi)側(cè)向外側(cè)數(shù)第1爪、第2爪和第3爪)、吻長(zhǎng)、吻突寬、上腹板長(zhǎng)、上腹板寬、下腹板長(zhǎng)、下腹板寬。長(zhǎng)度測(cè)量采用電子游標(biāo)卡尺(精確度為0.01 mm),體重測(cè)量采用電子天平(精確度為0.01 kg),測(cè)量方法參考中華鱉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB21044－2007)[11]。

2.4 數(shù)據(jù)分析

以背甲長(zhǎng)為基數(shù),將其余形態(tài)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為26個(gè)比例性狀,如背甲寬/背甲長(zhǎng)、裙邊后側(cè)寬/背甲長(zhǎng)等,用SPSS 17.0進(jìn)行聚類分析和主成分分析[12-13]。聚類分析時(shí)先計(jì)算各個(gè)群體數(shù)據(jù)的平均值,再對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。主成分分析時(shí)對(duì)5個(gè)群體的形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析,得到各主成分特征值和貢獻(xiàn)率,根據(jù)各個(gè)主成分的得分繪制主成分的散點(diǎn)圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 體色、背部花紋的觀察和腹部黑斑的測(cè)定

觀察中華鱉5個(gè)群體背部體色花紋,發(fā)現(xiàn)松陽(yáng)土著群體(SY)與其他群體存在較為明顯的差異,且不規(guī)則地分布著黑色雪花樣斑點(diǎn);同時(shí)對(duì)腹部花斑圖案觀察,發(fā)現(xiàn)松陽(yáng)花鱉與其他群體腹部斑塊圖案也具有差異性,具體結(jié)果如表1所示。

另外,SY與其他群體腹部7個(gè)斑塊的分布與數(shù)量也存在差異,結(jié)果如表2所示,SY腹部7個(gè)斑塊中出現(xiàn)的概率普遍較低,出現(xiàn)無(wú)斑塊的概率為31.82%,而DQ和DT出現(xiàn)斑塊的概率為100%。同時(shí),與HH和HS相比,SY斑塊1出現(xiàn)的幾率最小,僅為4.55%。

3.2 形態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)測(cè)定

表3為松陽(yáng)花鱉(SY)、德清花鱉(DQ)、黃河鱉(HH)、黃沙鱉(HS)和洞庭湖鱉(DT)五個(gè)群體的26項(xiàng)比例性狀的比值。

3.3 聚類分析

對(duì)SY、DQ、HS、HH和DT這5個(gè)群體的形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行聚類分析,5個(gè)群體形態(tài)比例參數(shù)的聚類結(jié)果如圖2所示,可見(jiàn)5個(gè)群體分為三支,SY與HS距離最近,兩者聚為一支;HH和DQ聚為一支;DT單獨(dú)成一支,與其他4個(gè)群體相對(duì)距離最遠(yuǎn)。

表1 中華鱉5個(gè)群體背部花紋和腹部斑塊的比較Tab.1 Comparison of abdominal dark spots and dorsal stripe of T.sinensis

表2 中華鱉5個(gè)群體腹部7個(gè)黑色斑塊的出現(xiàn)頻率Tab.2 Occurrence frequency of abdominal dark spots in five populations of T.sinensis

表3 中華鱉不同地方群體的比例性狀Tab.3 Morphometric characteristics of five populations of T.sinensis

圖2 中華鱉5個(gè)群體的形態(tài)聚類圖Fig.2 Morphological cluster analysis of five populations of T.sinensis

3.4 主成分分析

對(duì)中華鱉5個(gè)群體的形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析,共獲得2個(gè)主成分,KMO(Kaiser－Meyer－Olkin)值為0.980,累積貢獻(xiàn)率為84.193%,其主成分綜合指標(biāo)分析結(jié)果如表4所示。第1主成分抽提數(shù)據(jù)中各項(xiàng)指標(biāo)普遍偏高,反應(yīng)了中華鱉整個(gè)形態(tài)的變化;第2主成分主要在背周長(zhǎng)/背甲長(zhǎng),后側(cè)裙邊寬/背甲長(zhǎng),尾長(zhǎng)/背甲長(zhǎng),頭長(zhǎng)/背甲長(zhǎng)載荷值比較大,反應(yīng)了中華鱉背甲周長(zhǎng)、裙邊寬、頭部和尾部的形態(tài)變化。用2個(gè)主成分制作簡(jiǎn)單散點(diǎn)圖,結(jié)果如圖3所示,中華鱉5個(gè)群體的趨同性和趨異性較明顯,SY與HS有部分重疊,HH和DQ重疊在一起,DT則與其他四類群體沒(méi)有重疊部分,散點(diǎn)圖和聚類圖結(jié)果一致。

表4 中華鱉5個(gè)群體的主成分載荷矩陣Tab.4 Components matrix for five populations of T.sinensis

圖3 中華鱉 5個(gè)不同群體主成分分析二維散點(diǎn)圖Fig.3 Two-dimension scatter plots of principle component analysis for five populations of T.sinensis

4 討論

外部形態(tài)特征觀察作為種質(zhì)資源鑒定的方法之一,具有簡(jiǎn)單、直觀的優(yōu)勢(shì)。通常將外部形態(tài)特征分為可數(shù)性狀和可量性狀兩類。中華鱉可數(shù)性狀主要對(duì)腹部黑色斑塊進(jìn)行測(cè)量觀察。中華鱉腹部底色呈黃白色,常伴有分布規(guī)則的黑色斑塊[14-15]。研究發(fā)現(xiàn)黑斑的深淺與其年齡及生活環(huán)境有關(guān),其中養(yǎng)殖環(huán)境的底質(zhì)對(duì)其影響最大,棲息于沙底環(huán)境的鱉其黑斑較淡,棲息于泥底環(huán)境里的鱉其黑斑較深[16]。周工健等[16]通過(guò)對(duì)中華鱉、山瑞鱉(Palea steindachneri)和砂鱉(Pelodiscus axenaria)3種鱉的稚鱉進(jìn)行腹面圖案的觀察,發(fā)現(xiàn)其存在顯著差異,認(rèn)為稚鱉腹面的顏色差異(在顏色未消失前),可作為區(qū)分不同鱉種或不同地域鱉種的重要外觀依據(jù),還可作為鱉種質(zhì)資源提純復(fù)壯的指標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)中松陽(yáng)花鱉、德清花鱉和黃河鱉腹部的斑塊圖案顏色較淺,其他兩個(gè)群體腹部顏色則較深,呈黑色。試驗(yàn)中松陽(yáng)花鱉、德清花鱉和生活環(huán)境為水泥池,底部鋪有泥沙,與先前研究相吻合。另外,不同群體腹部斑塊的分布與數(shù)量也存在差異。李思發(fā)等[10]發(fā)現(xiàn)中華鱉體色存在群體間固有差異,其研究結(jié)果顯示黃河鱉腹部全白比例達(dá)100%,洞庭湖鱉和潘陽(yáng)湖鱉及淮河鱉腹部全白的比例在80%—90%;太湖鱉、崇明鱉及臺(tái)灣鱉腹部全白的比例僅12%—22%。本實(shí)驗(yàn)中華鱉腹部均存在有黑斑圖案,松陽(yáng)花鱉、黃沙鱉和黃河鱉不同程度地出現(xiàn)了腹部無(wú)斑塊花紋現(xiàn)象,德清花鱉和洞庭湖鱉則出現(xiàn)斑塊的概率為100%。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn),腹部黑斑以及背部花紋與一種黑色素細(xì)胞產(chǎn)生的黑素分子有關(guān),在不同的發(fā)育階段發(fā)揮作用,隨著鱉的成長(zhǎng),其腹部黑色斑塊會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化,本實(shí)驗(yàn)與李思發(fā)等研究結(jié)果存在差異可能是由于鱉的規(guī)格存在差異所致,李思發(fā)選擇規(guī)格大小為3—5 g左右,而本實(shí)驗(yàn)測(cè)定的鱉其重量為100 g左右。實(shí)驗(yàn)中松陽(yáng)花鱉腹部出現(xiàn)黑斑的概率較低,其中黃河鱉出現(xiàn)黑斑的頻率與其最為相近,這與李思發(fā)實(shí)驗(yàn)中黃河鱉腹部為全白現(xiàn)象達(dá)100%有差異,猜測(cè)可能是黃河鱉與松陽(yáng)花鱉出現(xiàn)了一定的混雜,導(dǎo)致其腹部出現(xiàn)黑斑。綜上所述說(shuō)明中華鱉腹部黑色斑塊圖案,既受到遺傳控制,也受環(huán)境影響,還是受遺傳-環(huán)境相互作用的復(fù)雜表型。此外,中華鱉不同群體背部體色和雪花狀花紋也是存在著差異,但目前與之相關(guān)的研究較少,故還需通過(guò)分子手段作進(jìn)一步的探索分析。

可量性狀主要包括對(duì)中華鱉體重、背甲長(zhǎng)、背甲寬、后側(cè)裙邊寬、尾長(zhǎng)等主要外觀形態(tài)指標(biāo)[17-18]。相對(duì)于只要遺傳較穩(wěn)定即可作為標(biāo)記的可數(shù)性狀來(lái)說(shuō),可量性狀這類指標(biāo)一般需要采用多元相關(guān)分析,即以比例性狀為指標(biāo)來(lái)進(jìn)行分析,本實(shí)驗(yàn)以背甲長(zhǎng)為基數(shù),以比例性狀采用聚類分析和主成分分析,以確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確。目前,通過(guò)對(duì)可量性狀的差異分析來(lái)進(jìn)行種質(zhì)鑒定及良種選育的研究較多。在種質(zhì)鑒定方面,劉陽(yáng)等[7]通過(guò)對(duì)中華鱉5個(gè)群體16項(xiàng)生物學(xué)外部形態(tài)性狀的測(cè)量,發(fā)現(xiàn)綠卡與母本洞庭湖鱉和父本黃河鱉聚成一支,黃沙與日本聚成一支。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)5個(gè)中華鱉群體可分為三支,松陽(yáng)花鱉與黃沙鱉聚為一支;黃河鱉和德清花鱉聚為一支;洞庭湖鱉與其他4個(gè)群體相距較遠(yuǎn)?？闪啃誀钜话闩c養(yǎng)殖的環(huán)境如飼料等直接相關(guān),從地理上看,浙江松陽(yáng)和廣西貴港市相距較遠(yuǎn),但松陽(yáng)花鱉與黃沙鱉的可量性狀指標(biāo)顯示形態(tài)最為相近,猜測(cè)可能是這兩者養(yǎng)殖環(huán)境較為相近,而養(yǎng)殖于大石村的黃河鱉和德清花鱉雖然與松陽(yáng)花鱉養(yǎng)殖環(huán)境一致,但因?yàn)榇嬖谶z傳關(guān)系的原因,在形態(tài)方面并不是最為接近。因此在通過(guò)形態(tài)表征進(jìn)行區(qū)分時(shí)不應(yīng)只參照單一的形態(tài)指標(biāo),而應(yīng)該要多個(gè)形態(tài)指標(biāo)綜合比較。在良種選育方面,馬曉等[11]對(duì)100日齡和300日齡中華鱉的背甲長(zhǎng)、腹甲長(zhǎng)、背甲寬和體高與體重進(jìn)行了測(cè)量與分析,發(fā)現(xiàn)體重為主要的外部形態(tài)指標(biāo)。李登明等[19]綜合運(yùn)用體重、體長(zhǎng)、體寬、裙邊長(zhǎng)和裙邊寬等指標(biāo),對(duì)不同鱉群的生長(zhǎng)性狀進(jìn)行比較分析,進(jìn)而選育出生長(zhǎng)性能普遍優(yōu)于親代的黃沙鱉。李思發(fā)等[8]發(fā)現(xiàn)裙邊寬厚度是中華鱉的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo),黃河鱉、淮河鱉和洞庭湖鱉的裙邊較寬而厚。本文對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析發(fā)現(xiàn)其背周長(zhǎng)/背甲長(zhǎng),后側(cè)裙邊寬/背甲長(zhǎng),尾長(zhǎng)/背甲長(zhǎng),頭長(zhǎng)/背甲長(zhǎng)載荷值比較大,主要反應(yīng)了中華鱉背甲周長(zhǎng)、裙邊寬、頭部和尾部的形態(tài)變化。其中松陽(yáng)花鱉、德清花鱉和黃河鱉的后側(cè)裙邊寬/背甲長(zhǎng)較大,與其他群體差異顯著。這與李思發(fā)的研究結(jié)果一致,表明松陽(yáng)花鱉與黃河鱉和德清花鱉一樣,具有良種優(yōu)良性狀。

綜上所述,松陽(yáng)花鱉在外形表征上與其他中華鱉群體間存在差異,但形態(tài)特征會(huì)受到個(gè)體自身的水平差異以及環(huán)境因素等的影響,因此還需要采用分子標(biāo)記等技術(shù)手段來(lái)揭示不同群體的遺傳多樣性。然而,由于形態(tài)差異觀察方便,對(duì)生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō),可作為輔助種質(zhì)鑒定和良種選育的手段。

參考文獻(xiàn)

[1]顧志敏.甌江水產(chǎn)資源初步調(diào)查報(bào)告——靈江水產(chǎn)資源初步調(diào)查報(bào)告[M].湖州:浙江省淡水水產(chǎn)研究所,1973,1–21.

[2]陸君,黃富友.甌江松蔭溪松陽(yáng)花鱉增殖放流研究[J].漁業(yè)現(xiàn)代化,2007,34(2):40–41.

[3]QUE Yanfu,ZHU Bin,ROSENTHAL H,et al.Isolation and characterization of microsatellites in Chinese soft-shelled turtle,Pelodiscussinensis[J]. Molecular Ecology Notes,2007,7(6):1265–1267.

[4]LI T,ZHAO J,LIW,et al.Development of microsatellite markers and genetic diversity analysis forPelodiscussinensis[J].Genetics and Molecular Research,2016,15(3):1–5.

[5]ZHANG Chao,XU Xiaojun,ZHAG Haiqi,etal.PCR-RFLP identification of four Chinese soft-shelled turtlePelodiscus sinensisstrains using mitochondrial genes[J].Mitochondrial DNA,2014,26(4):538–543.

[6]EISENHOUR D J.Systematics ofMacrhybopsis tetranema(Cyprini-forms;Cyprinidae)[J].Copeia,1999,(4):969–980.

[7]劉陽(yáng),史燕,朱新平,等.中華鱉5個(gè)不同群體的形態(tài)差異分析[J].基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué),2012,31(2):141–146.

[8]李思發(fā),李晨虹,呂國(guó)慶,等.華東地區(qū)中華鱉地方群體形態(tài)差異初步研究[J].中國(guó)水產(chǎn)科學(xué),1997,4(5):1–7.

[9]肖鳳芳,李偉,朱新平,等.中華鱉3個(gè)養(yǎng)殖群體形態(tài)性狀對(duì)體質(zhì)量的影響[J].基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué),2014,6:1247–1253.

[10]李思發(fā),蔡完其,劉至治,等.中華鱉七群體體形和腹部黑斑圖案的差異比較[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào),2004,28(1):15–28.

[11]馬曉,王曉清,杜海波,等.中華鱉的體重與形態(tài)特征的關(guān)聯(lián)分析[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,39(2):179–182.

[12]陳志援.日本鱉健康高效養(yǎng)殖技術(shù)[J].中國(guó)水產(chǎn),2008,30(6):49–51.

[13]S NMEZ B,TURAN C,?ZDILEK S Y.Comparison of the physical properties of two Green Turtle(Chelonia mydas)nesting beaches(Akyatan and Samanda?)in the eastern Mediterranean(Reptilia:Cheloniidae)[J].Zoology in the Middle East,2013,59(1):30–38.

[14]張世水,胡火庚,王軍花,等.江西省中華鱉種質(zhì)狀況及養(yǎng)殖方式調(diào)查[J].南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(理科版),2012,36(1):77–81.

[15]HILL RV.Integration ofmorphologicaldata sets for phylogenetic analysis ofamniota:the importance of integumentary characters and increased taxonomic sampling[J].Systematic Biology,2005,54(4):530–547.

[16]周工健,李健中,尹紹武,等.稚鱉腹面顏色的差異與鱉種鑒別關(guān)系探討[J].湖南師范大學(xué)(自然科學(xué)版),2002,25(3):77–80.

[17]黃麗英,何中央,丁詩(shī)華,等.中華鱉種質(zhì)資源的研究現(xiàn)狀及保護(hù)、利用對(duì)策[J].寧波大學(xué)學(xué)報(bào),2005,18(2):184–186.

[18]黃雪貞,李彩燕,王忠華,等.遺傳標(biāo)記技術(shù)在中華鱉研究中的應(yīng)用[J].寧波大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版),2010,23(4):16–19.

[19]李登明,張益峰,陸專靈,等.中華鱉、黃沙鱉及黃沙鱉F1代生長(zhǎng)性狀比較分析[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,44(6):1046–1049.