山東沿海不同地理群體菲律賓蛤仔形態(tài)變異分析

鄒琰，李莉，王英俊，吳瑩瑩，劉童，宋愛環(huán)，劉洪軍

（山東省海洋生物研究院 青島市海洋生物種質(zhì)資源挖掘與利用工程實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266104）

菲律賓蛤仔Ruditapes philippinarum 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，味道鮮美，深受人們的喜愛，是重要的海產(chǎn)經(jīng)濟(jì)貝類。近些年，隨著菲律賓蛤仔養(yǎng)殖及附屬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，“南苗北養(yǎng)”現(xiàn)象十分普遍，影響了菲律賓蛤仔野生群體間的遺傳多樣性結(jié)構(gòu)[1,2]。

從外觀或表型性狀分析群體間的遺傳變異是最直觀和便捷的方法。目前，對(duì)菲律賓蛤仔遺傳多樣性的研究主要集中在同工酶標(biāo)記[3-5]、微衛(wèi)星標(biāo)記[5-8]、AFLP 標(biāo)記[9,10]、16S rRNA 和COI 基因[11]和線粒體[12]等，有關(guān)不同地理群體菲律賓蛤仔的形態(tài)變異分析較少[13,14]。本研究通過測(cè)量山東省不同地區(qū)菲律賓蛤仔形態(tài)性狀指標(biāo)與生長(zhǎng)指標(biāo)，計(jì)算各群體的形態(tài)指標(biāo)，采用方差分析、主成分分析和聚類分析等統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，探討山東沿岸不同地理群體菲律賓蛤仔的形態(tài)變異與地理分化特點(diǎn)，以期為菲律賓蛤仔原種保護(hù)和良種選育提供科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

本實(shí)驗(yàn)分析了7 個(gè)菲律賓蛤仔野生群體，分別采自濱州無(wú)棣（WD）、煙臺(tái)八角（BJ）、煙臺(tái)牟平（MP）、煙臺(tái)蓬萊（PL）、威海乳山（RS）、青島豐城（FC）和青島七溝（QG）（圖1），共765 個(gè)個(gè)體。樣品在實(shí)驗(yàn)室暫養(yǎng)后，進(jìn)行生物學(xué)測(cè)量。

圖1 菲律賓蛤仔樣本材料來(lái)源Fig.1 Origins of wild 7 populations（groups）of Manila clam Ruditapes philippenarum

1.2 形態(tài)性狀指標(biāo)及生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)算

分別隨機(jī)選取各群體實(shí)驗(yàn)蛤50 枚，用游標(biāo)卡尺測(cè)量殼長(zhǎng)（SL）、殼高（SH）和殼寬（SW）指標(biāo)，精確到0.01mm。用電子天平稱量實(shí)驗(yàn)蛤仔總體重（WB）、軟體部重（WF）、殼重（WS），精確到0.01g。生長(zhǎng)指標(biāo)包括殼重指數(shù)、殼寬系數(shù)和肥滿度三個(gè)指標(biāo)，計(jì)算公式如下：

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

以各性狀指標(biāo)與殼長(zhǎng)的比值作為菲律賓蛤仔形態(tài)指標(biāo)[18]，以消除菲律賓蛤仔規(guī)格對(duì)形態(tài)指標(biāo)的影響。5 個(gè)指標(biāo)分別為殼高/殼長(zhǎng)（SH/SL）、殼寬/殼長(zhǎng)（SW/SL）、殼寬/ 殼高（SW/SH）、總體重/ 殼長(zhǎng)（WB/SL）和軟體重/殼長(zhǎng)（WF/SL）。按Mayr 方法[19]計(jì)算變異系數(shù)。采用Microsoft Excel 和SPSS 軟件統(tǒng)計(jì)分析形態(tài)學(xué)性狀數(shù)據(jù)。使用NCSS 2007 統(tǒng)計(jì)軟件的歐氏距離的最短距離法進(jìn)行聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 性狀指標(biāo)差異

由表1 可知，7 個(gè)群體菲律賓蛤仔性狀指標(biāo)中，牟平群體的除殼長(zhǎng)略小于蓬萊群體外，殼高、殼寬、總體重、軟體重指標(biāo)均大于其他群體。煙臺(tái)八角的菲律賓蛤仔群體各項(xiàng)指標(biāo)均最低。

表1 菲律賓蛤仔不同地理種群的形態(tài)性狀測(cè)量（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差SD）Tab.1 Morphological traits of geographically different populations of Manila clam R.philippinarum（Mean ± SD）

2.2 生長(zhǎng)指標(biāo)差異

殼重指數(shù)反映貝殼的厚度，7 個(gè)群體中七溝群體數(shù)值最大，貝殼最厚,其后依次是無(wú)棣群體、豐城群體、八角群體、乳山群體、牟平群體和蓬萊群體；殼寬系數(shù)反映貝殼的隆起程度，其中牟平群體數(shù)值最大，隆起程度較高，“凸”形明顯，其次是七溝群體、八角群體和蓬萊群體；殼寬系數(shù)最低的乳山群體殼型則稍顯狹長(zhǎng)；肥滿度指數(shù)是反映蛤仔經(jīng)濟(jì)價(jià)值的主要指標(biāo)。由表2 可知，乳山群體和無(wú)棣群體的軟體部最肥，其次蓬萊群體。青島七溝群體軟體部最瘦。

表2 菲律賓蛤仔不同地理群體主要生長(zhǎng)性狀指數(shù)Tab.2 Main growth trait indices of geographically different populations of Manila clam R.philippinarum

2.3 群體形態(tài)指標(biāo)變異分析

由表3 可知，菲律賓蛤仔的殼高明顯小于殼長(zhǎng)，而青島豐城群體殼高/殼長(zhǎng)最小，殼型較狹長(zhǎng)；煙臺(tái)八角群體的值最高，殼型較圓，這與其殼長(zhǎng)最小的測(cè)量結(jié)果相對(duì)應(yīng)。乳山群體殼寬/殼長(zhǎng)數(shù)值最小，貝殼隆起程度低，煙臺(tái)牟平群體的值最大，貝殼隆起程度高，殼型較“凸”。在5 個(gè)指標(biāo)中，7 個(gè)菲律賓蛤仔群體的總重/殼長(zhǎng)、軟體重/殼長(zhǎng)兩個(gè)指標(biāo)變異系數(shù)都超過了10%，其中煙臺(tái)蓬萊群體的軟體重/殼長(zhǎng)的值已超過了35%，達(dá)到37.6%，說(shuō)明菲律賓蛤仔群體內(nèi)之間這兩個(gè)指標(biāo)存在著廣泛的變異。5 個(gè)指標(biāo)的變異系數(shù)均小于1.28，說(shuō)明7 個(gè)群體間差異仍為種群間差異。

表3 菲律賓蛤仔7 個(gè)群體的形態(tài)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)Tab.3 Variations in individual characteristic morphological traits among 7 populations of Manila clam R.philippinarum

2.4 群體形態(tài)指標(biāo)方差分析

對(duì)5 個(gè)形態(tài)指標(biāo)的單因子方差分析可知（表4），群體間5 個(gè)形態(tài)學(xué)指標(biāo)的差異極顯著（P＜0.01），因此，可用形態(tài)指標(biāo)鑒別地理群體。

表4 菲律賓蛤仔7 個(gè)群體形態(tài)性狀的方差分析（α=0.01）Tab.4 ANOVA analysis of 5 morphological parameters among 7 geographical populations of Manila clam R.philippinarum（α=0.01）

2.5 群體形態(tài)指標(biāo)主成分分析

通過主成分分析（表5），獲得了決定菲律賓蛤仔群體間形態(tài)差異的兩個(gè)主要成分：第一主成分主要由殼寬/殼長(zhǎng)、總重/殼長(zhǎng)、殼寬/殼高決定，貢獻(xiàn)率為57.36%；第二主成分主要由軟體重/殼長(zhǎng)決定，貢獻(xiàn)率為38.32%，兩者的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到了95.67%。

表5 菲律賓蛤仔形態(tài)性狀分量的特征向量和貢獻(xiàn)率Tab.5 Eigenvector and principle proportion of morphological traits of Manila clam R.philippinarum

2.6 群體形態(tài)指標(biāo)聚類分析

從聚類樹可知（圖2），青島豐城群體與濱州無(wú)棣群體形態(tài)十分相似，均為殼型小，貝殼厚。它們與乳山群體較為接近：貝殼隆起程度較低（扁）。青島七溝群體與煙臺(tái)八角群體形態(tài)較為接近，表現(xiàn)為貝殼隆起程度較高（凸）。煙臺(tái)蓬萊群體與煙臺(tái)牟平群體表現(xiàn)較為接近，表現(xiàn)為殼型大，貝殼薄。

圖2 菲律賓蛤仔不同群體形態(tài)性狀的聚類圖Fig.2 Clustering dendrogram of morphological traits in seven populations of Manila clam R.philippinarum

3 討論

3.1 不同地理群體菲律賓蛤仔的形態(tài)特點(diǎn)

菲律賓蛤仔分布十分廣泛，生長(zhǎng)環(huán)境的影響使不同地理群體之間存在著由殼長(zhǎng)、殼高、殼寬等外部形態(tài)數(shù)據(jù)和指標(biāo)反映出來(lái)的差異[20]。本研究表明，山東沿海7 個(gè)菲律賓蛤仔地理群體的形態(tài)存在一定程度的差異。威海乳山群體殼較薄，殼型最扁，最肥，經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高；濱州無(wú)棣群體的貝殼厚，殼型較扁，肥滿度僅次于乳山群體；煙臺(tái)蓬萊群體貝殼最大，殼最薄，殼型較凸，較肥；八角群體貝殼最小，殼較厚，殼型較凸，肥滿度一般；牟平群體貝殼較大，殼薄且最凸出，但較瘦；青島豐城群體貝殼厚，殼型扁而瘦；七溝群體貝殼最厚、最瘦，殼型凸出。7個(gè)菲律賓蛤仔群體肥滿度的不同與樣品取回時(shí)間9月時(shí)山東沿海底層水溫分布有關(guān)。菲律賓蛤仔繁殖期的適宜溫度為20～25℃。9 月時(shí)，乳山的底層水溫為23℃，無(wú)棣水溫為26℃；蓬萊為22℃，八角、牟平水溫為20℃，七溝21.72℃，豐城水溫22℃。

聚類分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即墨豐城群體與濱州無(wú)棣群體形態(tài)相似，表現(xiàn)為貝殼厚，它們與威海乳山群體在形態(tài)上更接近，表現(xiàn)為貝殼隆起程度較低（扁）；即墨七溝群體與煙臺(tái)八角群體則表現(xiàn)為貝殼隆起程度較高（凸）；煙臺(tái)蓬萊群體與牟平群體與其他群體明顯不同，殼型大，貝殼殼薄。

3.2 不同地理群體菲律賓蛤仔的形態(tài)差異分析

研究發(fā)現(xiàn)，不同地理群體菲律賓蛤仔的形態(tài)差異與地理距離并不十分相關(guān)，這與菲律賓蛤仔的埋棲性，對(duì)生活環(huán)境的依賴性較強(qiáng)有關(guān)。大多數(shù)貝殼的形態(tài)學(xué)特點(diǎn)是對(duì)周圍環(huán)境的適應(yīng)性生態(tài)反映，與生長(zhǎng)環(huán)境的溫度、底質(zhì)及餌料相關(guān)[21,23]。張躍環(huán)等[24]認(rèn)為，水溫和底質(zhì)是影響菲律賓蛤仔形態(tài)地理變異的主要原因，與本研究的結(jié)論一致。武禹安等[14]認(rèn)為，環(huán)境因子相近可造成貝類殼型相似。宋菲菲等[25]分析了山東近岸8 個(gè)毛蚶Scapharca subcrenata 地理群體的形態(tài)學(xué)，也證明毛蚶群體的形態(tài)學(xué)變異受棲息地環(huán)境的影響，也從另一種角度印證了本文觀點(diǎn)。山東省海岸線綿長(zhǎng)，不同海域的生態(tài)環(huán)境各異，使得蛤仔形態(tài)呈現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。青島豐城海區(qū)和濱州無(wú)棣海區(qū)均屬于沖積平原，徑流豐富，底質(zhì)較軟，溫度、鹽度以及浮游生物組成等有一定的相似性。而煙臺(tái)蓬萊群體和煙臺(tái)牟平群體的殼型相似可能是因?yàn)楹^(qū)均為基巖海岸，海水溫差較大，徑流少所致。

綜上所述，不同地理群體菲律賓蛤仔的形態(tài)變異是遺傳基因與生存環(huán)境共同作用的結(jié)果，僅形態(tài)指標(biāo)不能完全反映出種群分布特性[26]，結(jié)合分子技術(shù)手段可以更加科學(xué)地反映群體間的遺傳關(guān)系[27]。近些年，菲律賓蛤仔已普遍進(jìn)行“南苗北養(yǎng)”，導(dǎo)致蛤仔群體基因混雜，山東本地野生菲律賓蛤仔遺傳多樣性遭到嚴(yán)重破壞。Liu 等[9]分析了大連、青島、杭州和廈門四個(gè)菲律賓蛤仔自然群體的遺傳多樣性。結(jié)果表明青島群體與廈門群體遺傳相距離較近，可見我國(guó)菲律賓蛤仔自然群體的遺傳結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了變化。因此，將形態(tài)指標(biāo)分析與分子技術(shù)手段相結(jié)合，系統(tǒng)分析我國(guó)菲律賓蛤仔種質(zhì)資源的變異特點(diǎn)和分布規(guī)律，開展菲律賓蛤仔本土群體種質(zhì)資源的收集、鑒定與保護(hù)研究刻不容緩。