中國蛤蜊幼蟲及稚貝殼長性狀遺傳力估計(jì)

于欣 劉括 王琦 田園 顧洋

摘要? ? 為完善中國蛤蜊育種養(yǎng)殖方法，本研究對中國蛤蜊幼蟲及稚貝生長性狀遺傳力進(jìn)行估計(jì)。本試驗(yàn)采用巢式設(shè)計(jì)，建立7個父系半同胞家系、21個全同胞家系，估算早期生長性狀遺傳力。結(jié)果表明，中國蛤蜊幼蟲及稚貝3、6、9、40日齡殼長遺傳力分別為0.360±0.211、0.449±0.252、0.972±0.442、0.783±0.382。本研究可為中國蛤蜊遺傳育種提供參考。

關(guān)鍵詞? ? 中國蛤蜊;遺傳力;R-ASReml;巢式設(shè)計(jì)

中圖分類號? ? S917.4? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）06-0197-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

Estimation? on? Heritability? of? Growth? Traits? for? Mactra? chinensis? Larvae? and? Young? Shells

YU Xin? ? LIU Kuo? ? WANG Qi? ? TIAN Yuan? ? GU Yang

（College of Fisheries and Science，Dalian Ocean University，Dalian Liaoning 116023）

Abstract? ? In order to improve the breeding and aquaculture methods of Mactra chinensis，this study estimated the heritability of growth traits of larvae and young shells.This experiment used nested design to build 7 sire half-sib families and 21 dam full-sib families.The heritability of early shell growth traits in Mactra chinensis was estimated.The resulst showed that the heritability at 3，6，9，40 days was respectively 0.360±0.211，0.449±0.252，0.972±0.442，0.783±0.382.This study could provide references for the genetic breeding of Mactra chinensis.

Key words? ? Mactra chinensis;heritability;R-ASReml;nested design

中國蛤蜊（Mactra chinensis Philippi）隸屬于瓣鰓綱 （La-melibranchia）簾蛤目（Veneroida）蛤蜊科（Veneridae）蛤蜊屬（Mactra）[1]，主要分布于我國的遼寧、山東等沿海地區(qū)。中國蛤蜊喜生活在潮間帶中潮區(qū)水深 60 m海區(qū)的細(xì)沙灘中，肉味鮮美、出肉率高、營養(yǎng)價值高[2]。

國內(nèi)外關(guān)于中國蛤蜊的研究報(bào)道主要集中在繁殖生物學(xué)及養(yǎng)殖生態(tài)學(xué)方面。例如齊鐘彥等[2-3]對中國蛤蜊的外部形態(tài)作了簡要描述;王子臣等[4]就鴨綠江口中國蛤蜊的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生活習(xí)性、繁殖習(xí)性及胚胎發(fā)育等方面進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究;孫振興等[5]則深入研究了中國蛤蜊的核型，得到結(jié)果為20m+16sm+2st/t，NF=74;劉相全等[6]對山東中國蛤蜊的繁殖習(xí)性和胚胎發(fā)育進(jìn)行了研究;楊? 林等[7]對中國山東沿海中國蛤蜊的繁殖周期及環(huán)境因子進(jìn)行了周年調(diào)查，確定了人工采苗、育苗最適時機(jī);閆喜武[8]采用不平衡巢式設(shè)計(jì)，建立中國蛤蜊家系并研究其早期生長發(fā)育。Zhang等[9]的研究表明，中國蛤蜊幼貝在細(xì)砂含量67%的底質(zhì)中生活，生長速度最快、存活率最高。

遺傳參數(shù)估計(jì)是水產(chǎn)動物選擇育種中的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，主要作用包括預(yù)估后代群體的大小、確定選擇方式、估算表型育種值的可靠程度[10-12]，以及結(jié)合遺傳相關(guān)，預(yù)測間接選擇的相關(guān)遺傳進(jìn)度。20世紀(jì)70年代，選擇育種的理論應(yīng)用于水產(chǎn)動物上，其中對魚類的遺傳參數(shù)估計(jì)研究較多，主要是以鮭科魚和鯉科魚為主。貝類遺傳力估計(jì)的報(bào)道見于菲律賓蛤仔（Ruditapes philippinarum）[13]、貽貝（Mytilus edu-lis）[14]、牡蠣（ostrea gigas thunberg）[15]、硬殼蛤（Mercenaria mer-cenaria）[16]、蝦夷扇貝（Patinopecten yessoensis）[17]、皺紋盤鮑（Haliotis discus hannai）[18]等品種。本研究通過巢式設(shè)計(jì)建立中國蛤蜊家系，估算幼蟲及稚貝殼長性狀的遺傳力，為中國蛤仔遺傳育種提供參考。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗(yàn)材料

中國蛤蜊親本是采自大連莊河尖山灘涂貝類養(yǎng)殖場的3齡野生蛤蜊。親本暫養(yǎng)后，在水溫23 ℃、鹽度為28‰、pH值為7.8的條件下，陰干8～10 h，然后流水刺激1～2 h后，親本開始產(chǎn)卵排精，根據(jù)灘涂貝類常見家系建立方法[19]，采用巢式設(shè)計(jì)，1個雄貝與3個雌貝交配，共建立7個父系半同胞家系、21個母系全同胞家系（表1）。以父本A為例，讓其分別于母本1、2、3交配產(chǎn)下子代，此為一雄對三雌，以此類推建立7個父系半同胞家系。由于在此試驗(yàn)中采用了21個母本，所以在親本角度即為21個全同胞家系。

1.2? ? 試驗(yàn)方法

1.2.1? ? 幼蟲與稚貝的培育。采用三段法[20]培育。培育期間，水溫為22.8～28.6℃，鹽度為25‰～28‰，pH值為7.8～8.0。幼蟲和稚貝在100 L塑料桶中培養(yǎng)，培育密度5～6個/mL，每2 d全量換水1次。每天投喂餌料2次，所選飼料為金藻和小球藻（體積比為1∶1），幼蟲期2 000～5 000 cell/mL，稚貝期8 000～10 000 cell/mL，投餌量視幼蟲和稚貝的攝食情況逐量增減，保持水中有足夠的餌料。為了消除培育密度的影響，在培育階段每2 d對密度進(jìn)行調(diào)整，使各個家系密度基本保持一致。為避免家系混雜，各個家系分桶培育，嚴(yán)格隔離。

1.2.2? ? 數(shù)據(jù)測量及處理。分別于3、6、9、40日齡測量每個家系子代幼蟲和稚貝的殼長生長情況。通過顯微鏡測量每個家系30個個體殼長數(shù)據(jù)。

1.2.3? ? 統(tǒng)計(jì)及分析方法。使用ASReml 3.0軟件對中國蛤蜊幼蟲和稚貝的殼長性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行遺傳力計(jì)算。

（1）混合線性模型。對于任意一個混合向量模型，都可以用向量和矩陣的形式[21-24]寫為：

y=Xb+Zu+e

式中：y為所有性狀觀測值的n維向量;b為所有固定效應(yīng)的p維向量;u為所有隨機(jī)效應(yīng)的q維向量;e為殘差效應(yīng)的n維向量;X為固定效應(yīng)的n×p階關(guān)聯(lián)矩陣;Z為隨機(jī)效應(yīng)的n×p階關(guān)聯(lián)矩陣;E（u）=0，E（E）=0，E（y）=Xb;Var（u）=G，Var（e）=R，Cov（u，er）=0，Var（y）=ZGZ′+R，eu～NOO，G OO R，R是剩余方差與協(xié)方差矩陣，G是每個隨機(jī)效應(yīng)的方差與協(xié)方差。

（2）遺傳力計(jì)算公式。狹義遺傳力計(jì)算公式為[25-26]：

式中：hs為狹義遺傳力;σ為個體效應(yīng)的方差分量;σ線性模型中其他隨機(jī)項(xiàng)方差分量之和。在本試驗(yàn)中，設(shè)置地點(diǎn)為固定效應(yīng)（因?yàn)楸驹囼?yàn)均在同一地點(diǎn)進(jìn)行，所以此固定效應(yīng)相同），父本為隨機(jī)效應(yīng)。因此，計(jì)算父系半同胞家系狹義遺傳力，所以采用上述計(jì)算公式。

2? ? 結(jié)果與分析

中國蛤蜊3、6、9、40日齡平均殼長及變異系數(shù)見表2。可以看出，中國蛤蜊幼蟲與稚貝殼長性狀存在較大的遺傳變異?；旌暇€性模型參數(shù)見表3，殼長性狀方差分析及F檢驗(yàn)結(jié)果見表4。結(jié)果表明，中國蛤蜊幼蟲及稚貝殼長性狀間存在顯著差異（P<0.05）。在本試驗(yàn)中，設(shè)置試驗(yàn)地點(diǎn)（Tank）為固定效應(yīng)，父本（Male）為隨機(jī)效應(yīng)構(gòu)建模型，計(jì)算父系半同胞家系遺傳力。估算出中國蛤蜊3日齡幼蟲殼長遺傳力為 0.360±0.211，6日齡幼蟲殼長遺傳力為0.449±0.252，9日齡幼蟲殼長遺傳力為0.972±0.442。40日齡稚貝殼長遺傳力為0.783±0.382（表5）。

3? ? 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)通過一雄對三雌巢式設(shè)計(jì)建立父系半同胞家系。試驗(yàn)中對于父系半同胞家系遺傳力的計(jì)算采用了混合線性模型（父本模型），確定試驗(yàn)地點(diǎn)Tank為固定效應(yīng)、父本Male為隨機(jī)效應(yīng)。在ASReml軟件模型中，固定效應(yīng)表示因子包含的水平，也就是整個研究的水平，故分析結(jié)果只適用于當(dāng)前研究中的因子水平。而隨機(jī)效應(yīng)表示因子包含的水平，只是群體所有水平中的隨機(jī)樣本，故分析結(jié)果對應(yīng)的是整個群體的水平。通常根據(jù)因子的水平能否人為控制來區(qū)分固定效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)。例如試驗(yàn)地點(diǎn)等效應(yīng)值是固定的因子，就定義其為固定效應(yīng);而隨機(jī)效應(yīng)則是難以人為控制的因子，例如家系、親本等。

遺傳力估算是動植物育種的基礎(chǔ)研究之一。本試驗(yàn)采用巢式設(shè)計(jì)對中國蛤蜊幼蟲及稚貝的殼長性狀遺傳力進(jìn)行了估算[27]。結(jié)果表明，中國蛤蜊生長性狀的加性遺傳方差較大，3、6、9、40日齡殼長遺傳力分別為0.360±0.211、0.449±0.252、0.972±0.442、0.783±0.382。中國蛤蜊9日齡殼長性狀遺傳力偏大，這可能與中國蛤蜊9日齡母本效應(yīng)表現(xiàn)有關(guān)，Yan等[13]對菲律賓蛤仔早期生長遺傳力估計(jì)也發(fā)現(xiàn)，3日齡北方石河群體和南方莆田群體殼長遺傳力為負(fù)值，指出這可能與母本效應(yīng)有關(guān)。Rawson等[28]對硬殼蛤（Mercenaria merc-enaria）殼長的遺傳力估計(jì)及Beaumont等[14]對貽貝（Mytilus edulis）殼長遺傳力的估計(jì)中也有相似報(bào)道，指出年齡的改變和非加性遺傳母本效應(yīng)的影響，會使遺傳力估計(jì)偏高或偏低。除9日齡外，中國蛤蜊幼蟲和稚貝殼長遺傳力隨著日齡的增長不斷增加，這與已有的水產(chǎn)動物遺傳參數(shù)估計(jì)報(bào)道結(jié)果一致[29-32]。

目前，關(guān)于貝類遺傳力估計(jì)的研究有大量報(bào)道。國外，利用牡蠣全同胞和半同胞家系，估計(jì)牡蠣的遺傳力通常在0.2～0.5之間[15]。利用硬殼蛤（M. mercenaria）全同胞和半同胞家系，估計(jì)硬殼蛤遺傳力為（0.72±0.32）～（0.91±0.17）[16]。國內(nèi)，利用全同胞組內(nèi)相關(guān)法和混合動物模型估計(jì)了蝦夷扇貝（Patinopecten yessoensis）5月齡殼長、殼高、殼寬和活體重的遺傳力估計(jì)值分別為0.22±0.039、0.23±0.040、0.20±0.037;遺傳相關(guān)估計(jì)值范圍為（0.96±0.000）～（1.00±0.001）[17]。皺紋盤鮑第10、20、30天殼長的遺傳力分別為0.489 1、0.437 5、0.202 2，殼寬的遺傳力分別為0.427 5、0.343 7、0.142 3，殼長與殼寬的遺傳相關(guān)分別為0.860 5、0.849 4、0.762 9[18]。由此可見，貝類遺傳力一般在0.2～0.7之間，本研究與已有報(bào)道基本一致。本研究結(jié)果表明，中國蛤蜊早期殼長性狀的遺傳力屬中度遺傳力，使用家系選育方法對中國蛤蜊性狀進(jìn)行遺傳改良具有較大的潛力。本研究為中國蛤蜊遺傳育種提供了參考。

半同胞家系相關(guān)分析法克服了全同胞家系分析可能造成的遺傳力過大的問題，并且所有試驗(yàn)樣本都采用隨機(jī)抽樣，故本研究結(jié)果精確可靠。相較于傳統(tǒng)的通過方差分析方法計(jì)算遺傳力，本方法更加簡便快速、誤差較小，在以后的水產(chǎn)動物遺傳力估計(jì)具有較大的應(yīng)用潛力。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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