4個(gè)不同地理群體魁蚶主要可量性狀特征分析

信炳龍，吳 彪，2，周麗青，2，楊增光，孫秀俊，2，田吉騰，2，劉志鴻，2，楊愛(ài)國(guó)，2

（1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所，青島 266071；2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，海洋漁業(yè)科學(xué)與食物產(chǎn)出過(guò)程功能實(shí)驗(yàn)室，青島 266071；3.青島菲優(yōu)特檢測(cè)有限公司，青島 266112）

魁蚶（Scapharca broughtonii）俗稱赤貝、血貝、大毛蛤，隸屬于軟體動(dòng)物門（Mollusca），瓣鰓綱（Lamellibranchia），蚶 目（Arcoida），蚶 科（Arcidae），毛蚶屬，是一種大型的海洋埋棲經(jīng)濟(jì)貝類，適應(yīng)冷溫性海水環(huán)境，廣泛分布于太平洋西岸、日本北海道以南、朝鮮半島、俄羅斯東南部、菲律賓等地區(qū)，在中國(guó)主要分布在遼東半島東南部、山東半島北部和東部等海區(qū)，其中黃海北部較多［1-2］。

魁蚶出肉率高，肉質(zhì)鮮美，其斧足是日本、韓國(guó)等國(guó)家重要的高檔生食海鮮食品，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，也是我國(guó)重要的出口貝類之一。過(guò)去十幾年，由于國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)魁蚶需求量的不斷增加，導(dǎo)致野生資源被過(guò)度捕撈，加之海洋環(huán)境惡化，野生魁蚶資源大量減少，種質(zhì)資源質(zhì)量也在逐年下降［3］。因此，魁蚶的人工苗種生產(chǎn)、養(yǎng)殖和種質(zhì)改良等工作在國(guó)內(nèi)大量開(kāi)展。人工養(yǎng)殖實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，韓國(guó)魁蚶在生長(zhǎng)速度、抗性等方面較中國(guó)魁蚶有一定優(yōu)勢(shì)［4］，體現(xiàn)在高溫耐受性強(qiáng)、生長(zhǎng)速度快和養(yǎng)殖成活率高等方面，受到國(guó)內(nèi)養(yǎng)殖者的青睞，因此一些苗種繁育場(chǎng)從韓國(guó)引進(jìn)親貝開(kāi)展苗種繁育生產(chǎn)［5］。由于繁育場(chǎng)在引進(jìn)親貝時(shí)，往往混雜不同地理群體來(lái)源的魁蚶個(gè)體，這些魁蚶可量性狀存在差異，但肉眼難以辨別區(qū)分，給現(xiàn)場(chǎng)快速區(qū)分魁蚶群體來(lái)源帶來(lái)難度。

貝類外形性狀與出肉率、體質(zhì)量等經(jīng)濟(jì)性狀具有一定的相關(guān)性，在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中，外形性狀對(duì)貝類質(zhì)量的篩選具有快捷、方便、容易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，因此，外部形態(tài)的選擇不僅對(duì)塑形具有重要作用，還能間接實(shí)現(xiàn)對(duì)出肉率等性狀的選擇，在遺傳育種中具有重要作用?？揽闪啃誀钍艿酵饨绛h(huán)境因素如洋流、地質(zhì)、溫度、各種化學(xué)因素的影響［6-8］，同時(shí)還受到遺傳因素的作用，在不同地理群體之間存在差異。此外，可食用的軟體部分是魁蚶重要的目標(biāo)經(jīng)濟(jì)性狀，也是衡量魁蚶質(zhì)量的重要指標(biāo)。已有的研究表明，軟體質(zhì)量與可量性狀具有密切的相關(guān)關(guān)系?？闪啃誀钆c其軟體質(zhì)量的相關(guān)性已在青蛤（Cyclina sinensis）［9］、近江牡蠣（Crassostrea ariakensis）［10］、櫛孔扇貝（Chlamys farreri）［11］及毛蚶（Scapharca subcrenata）［12］等多種貝類中發(fā)現(xiàn)。關(guān)于魁蚶可量性狀也有相關(guān)報(bào)道，吳彪等［13］報(bào)道了中國(guó)江蘇和韓國(guó)統(tǒng)營(yíng)群體差異，梁超等［14］和劉童等［15］也報(bào)道了魁蚶不同地理群體的形態(tài)差異。對(duì)于魁蚶而言，經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高的部位是軟體部，軟體部質(zhì)量更能直接體現(xiàn)形態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)魁蚶經(jīng)濟(jì)價(jià)值的反映，魁蚶出肉率越高，品種優(yōu)勢(shì)越大。關(guān)于形態(tài)特征和魁蚶出肉率的相關(guān)性，目前尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。本文采用多變量形態(tài)度量學(xué)方法對(duì)3個(gè)中國(guó)群體和1個(gè)韓國(guó)群體進(jìn)行形態(tài)性狀分析，以期明確其外形形態(tài)特征以及不同性狀之間的關(guān)系，有助于現(xiàn)場(chǎng)從形態(tài)學(xué)角度判斷魁蚶群體來(lái)源、間接選擇其他性狀等工作，為繁育、養(yǎng)殖現(xiàn)場(chǎng)的操作提供重要的參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)魁蚶于2019年5—6月分別采自中國(guó)遼寧大連（123°01′26″E、39°30′14″N）、山東榮成（122°41′46″E、37°23′06″N）、河北秦皇島（119°37′52″E、39°55′01″N）和韓國(guó)統(tǒng)營(yíng)海區(qū)（128°26′42″E、34°50′02″N），具體位置如圖1所示。所取樣品均為野生個(gè)體，取樣測(cè)量個(gè)體數(shù)分別為40、40、33、31。

圖1 采樣點(diǎn)地理位置Fig.1 Geographic locations of sampling points

1.2 測(cè)量性狀及方法

魁蚶外部形態(tài)性狀：殼長(zhǎng)（L）、殼高（H）、殼寬（W）；質(zhì)量性狀：體質(zhì)量（G）、軟體質(zhì)量（g）。利用游標(biāo)卡尺（精確度0.01 mm）測(cè)量外部形態(tài)性狀，用電子天平（精確度0.01 g）測(cè)量質(zhì)量性狀。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 22.0軟件對(duì)4個(gè)群體的所有可量性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，參考孫儉等［16］的計(jì)算公式和方法進(jìn)行。用Excel處理可量性狀，計(jì)算其均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)及出肉率，并通過(guò)SPSS完成各可量性狀間的Pearson相關(guān)系數(shù)計(jì)算以及出肉率的Scheffe多重比較；通過(guò)回歸計(jì)算得到殼長(zhǎng)、殼寬、殼高對(duì)軟體質(zhì)量的直接通徑系數(shù)，再用相關(guān)系數(shù)計(jì)算得到間接通徑系數(shù)，進(jìn)而確定殼長(zhǎng)、殼寬、殼高與軟體質(zhì)量的相關(guān)性［17-18］；用SPSS軟件對(duì)4個(gè)群體進(jìn)行聚類分析。分析時(shí)，先對(duì)4個(gè)群體的5個(gè)性狀進(jìn)行校正分析，以殼長(zhǎng)為基準(zhǔn)1，外形性狀取其與殼長(zhǎng)的比值、重量性狀取其ln值與殼長(zhǎng)的比值，利用群體各校正值，根據(jù)歐氏距離的最短距離法進(jìn)行聚類分析［19］。

數(shù)據(jù)處理計(jì)算方式如下：

殼長(zhǎng)變異系數(shù)＝SD／L×100%；

殼寬變異系數(shù)＝SD／W×100%；

殼高變異系數(shù)＝SD／H×100%；

體質(zhì)量變異系數(shù)＝SD／G×100%；

軟體質(zhì)量變異系數(shù)＝SD／g×100%；

式中，SD為標(biāo)準(zhǔn)差，L、W、H、G、g分別為殼長(zhǎng)、殼寬、殼高、體質(zhì)量和軟體質(zhì)量，M為出肉率，Pi為間接通徑系數(shù)，Pd為直接通徑系數(shù)，C為相關(guān)系數(shù)，Pdj為性狀j直接通徑系數(shù)，Cij為i和j的相關(guān)系數(shù)，i和j為不同的性狀。

2 結(jié)果與分析

2.1 4個(gè)群體的可量性狀

各群體可量性狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。結(jié)果顯示，所采集的樣品中，殼長(zhǎng)范圍在55.81～106.63 mm，其變異系數(shù)范圍是3.55～24.49。4個(gè)群體中，中國(guó)大連群體個(gè)體相對(duì)較大，韓國(guó)統(tǒng)營(yíng)群體個(gè)體相對(duì)較小。變異系數(shù)最小的是榮成群體的殼長(zhǎng)，最大的是大連群體的軟體質(zhì)量。

表1 4個(gè)群體的可量性狀Tab.1 Measurable traits of four populations

表2為4個(gè)群體形態(tài)數(shù)據(jù)的校正值，從中可以看出殼高／殼長(zhǎng)最大的是榮成群體，最小的是秦皇島群體；殼寬／殼長(zhǎng)、ln體質(zhì)量／殼長(zhǎng)和ln軟體質(zhì)量／殼長(zhǎng)最大的均為大連群體，最小的均為韓國(guó)統(tǒng)營(yíng)群體。

表2 4個(gè)群體形態(tài)特征校正Tab.2 Morphological characteristics correction of four populations

2.2 出肉率

4個(gè)群體出肉率如圖2所示。由圖2可見(jiàn)，4個(gè)群體的平均出肉率在47.7%～62.4%，榮成群體出肉率最低，韓國(guó)統(tǒng)營(yíng)群體出肉率最高，大連群體和榮成群體出肉率差異不顯著（P＞0.05），秦皇島群體極顯著高于大連群體和榮成群體（P＜0.01），韓國(guó)統(tǒng)營(yíng)群體出肉率極顯著高于中國(guó)大連、榮成和秦皇島群體（P＜0.01）。

圖2 4個(gè)群體出肉率對(duì)比Fig.2 Comparison of fillet yield of four populations

2.3 各可量性狀間的相關(guān)性

表3為4個(gè)魁蚶群體各可量性狀的相關(guān)性分析，其中大連群體各可量性狀之間的相關(guān)性均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)在0.452～0.922，體質(zhì)量和軟體質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)最大，殼高和軟體質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)最小；榮成群體殼寬與其余性狀指標(biāo)間未達(dá)到顯著相關(guān)水平（P＞0.05），而其他可量性狀間的相關(guān)性均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)在0.427～0.901；秦皇島群體殼長(zhǎng)、殼高、殼寬三者相互之間相關(guān)性都達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），體質(zhì)量和軟體質(zhì)量極顯著相關(guān)（P＜0.01），其他各性狀之間未達(dá)到顯著相關(guān)水平（P＞0.05）；韓國(guó)統(tǒng)營(yíng)群體除殼寬與其他性狀未達(dá)到顯著相關(guān)外，其余性狀相互之間均極顯著相關(guān)（P＜0.01）。

表3 4個(gè)群體性狀間可量性狀的相關(guān)系數(shù)Tab.3 Phenotype correlation coefficients between measurable traits in four populations

2.5 4個(gè)群體可量性狀對(duì)軟體質(zhì)量的通徑分析

殼長(zhǎng)、殼高、殼寬對(duì)軟體質(zhì)量的影響分為直接作用和通過(guò)其他性狀而起到的間接作用，對(duì)4個(gè)群體各可量性狀對(duì)軟體質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)、直接效應(yīng)（通徑系數(shù)）及間接效應(yīng)的分析結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知，大連、榮成、秦皇島群體的殼長(zhǎng)對(duì)軟體質(zhì)量的直接效應(yīng)最大，而韓國(guó)統(tǒng)營(yíng)群體殼高對(duì)軟體質(zhì)量的直接效應(yīng)最大。大連、榮成群體殼高對(duì)軟體質(zhì)量的間接效應(yīng)最大，秦皇島、韓國(guó)統(tǒng)營(yíng)群體殼長(zhǎng)對(duì)軟體質(zhì)量的間接效應(yīng)最大。

表4 4個(gè)群體形態(tài)性狀對(duì)魁蚶軟體質(zhì)量的通徑分析Tab.4 Path coefficients of morphometrics to soft-tissue weight for S.brougghtonii of four populations

以軟體質(zhì)量為因變量，其他可量性狀為自變量，采用逐步回歸的方法進(jìn)行多元回歸分析，分別建立了4個(gè)群體的最優(yōu)回歸方程，分別為：大連群體（g＝3.224L＋0.530H＋1.779W-359.701）、榮成群體（g＝1.264L＋1.178H-0.346W-94.329）、秦皇島群體（g＝2.250L-0.593H-1.904W＋50.075）、韓國(guó)統(tǒng)營(yíng)群體（g＝1.067L＋1.307H-0.133W-82.091）。經(jīng)方差分析，大連、韓國(guó)統(tǒng)營(yíng)群體線性回歸關(guān)系極顯著（P＜0.01），榮成群體線性回歸關(guān)系顯著（P＜0.05），秦皇島群體線性回歸關(guān)系不顯著（P＞0.05）（表5）。

表5 軟體質(zhì)量與形態(tài)性狀的回歸方程方差分析Tab.5 Variance of analysis regression equation for soft-tissue weight and merphometrics

2.6 聚類分析

由校正值L、H／L、W／L、（lnG）／L、（lng）／L（表2），得到的聚類結(jié)果如圖3所示，大連群體與榮成群體先聚成一類，而后與秦皇島群體聚類，最后再與韓國(guó)統(tǒng)營(yíng)群體聚類，且中國(guó)群體與韓國(guó)群體的聚類距離相對(duì)較遠(yuǎn)。

圖3 魁蚶4個(gè)地理群體的聚類分析圖Fig.3 Clustering dendrogram of S.broughtonni from four geographical populations

3 討論

在貝類育種工作中，對(duì)性狀的選擇十分重要。殼長(zhǎng)等外形可量性狀較容易獲得，因而在新品種培育和苗種繁育工作中通常會(huì)作為首要標(biāo)準(zhǔn)性狀，而軟體質(zhì)量等性狀雖然是許多定向育種的主要目標(biāo)性狀，在實(shí)際操作中卻難以在活體狀態(tài)下直接測(cè)量。因此，如果能夠有效利用可量性狀評(píng)估并選擇軟體質(zhì)量更大、出肉率更高的個(gè)體，對(duì)貝類育種中的個(gè)體篩選具有重要的可操作意義。相關(guān)工作在貝類中已有開(kāi)展，張根芳等［20］采用通徑分析研究了1齡三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）5個(gè)數(shù)量性狀間的影響效應(yīng)，結(jié)果表明，殼長(zhǎng)綜合決定系數(shù)最大，是所選性狀中理想的選育目標(biāo)性狀；韓自強(qiáng)與李琪［21］對(duì)長(zhǎng)牡蠣（Crassostrea gigas）殼橙品系形態(tài)性狀和總重進(jìn)行多元回歸分析，結(jié)果表明，殼高對(duì)活體總重的直接效應(yīng)系數(shù)最大；劉文廣等［22］對(duì)華貴櫛孔扇貝（Chlamys nobilis）性狀間的表型相關(guān)性及形態(tài)性狀對(duì)體質(zhì)量的影響程度進(jìn)行通徑分析，表明6月齡以后殼高對(duì)體質(zhì)量直接效應(yīng)最大，可指導(dǎo)育種選育標(biāo)準(zhǔn)。以上研究結(jié)果說(shuō)明，在不同貝類中，殼長(zhǎng)和殼寬都對(duì)體質(zhì)量有一定決定作用，通過(guò)相關(guān)分析，可以篩選出對(duì)軟體質(zhì)量有表征作用的形態(tài)性狀。相關(guān)系數(shù)可以反映兩個(gè)性狀間各種綜合相關(guān)關(guān)系，包括直接相關(guān)關(guān)系和間接相關(guān)關(guān)系，而通徑分析，可以反映變量之間的本質(zhì)關(guān)系。在本研究中，通過(guò)相關(guān)分析可知，殼長(zhǎng)、殼高和殼寬等可量性狀和體質(zhì)量、軟體質(zhì)量之間都具有明顯相關(guān)性，但是在不同群體間存在差異，這意味著反映不同群體經(jīng)濟(jì)性狀的外形性狀是不一樣的，需要通過(guò)相關(guān)性分析加以甄別。進(jìn)一步的通徑分析發(fā)現(xiàn)，大連、榮成、秦皇島群體殼長(zhǎng)對(duì)軟體質(zhì)量的直接效應(yīng)最大，其中秦皇島群體高達(dá)0.578，韓國(guó)統(tǒng)營(yíng)群體殼長(zhǎng)和殼高對(duì)軟體質(zhì)量直接效應(yīng)都較大，分別為0.492和0.517，這與吳彪等［13］對(duì)江蘇魁蚶群體通徑分析結(jié)果相近；大連和榮成群體殼高對(duì)軟體質(zhì)量的間接效應(yīng)最大，秦皇島和韓國(guó)統(tǒng)營(yíng)群體殼長(zhǎng)對(duì)軟體質(zhì)量的間接效應(yīng)最大。說(shuō)明魁蚶殼長(zhǎng)、殼高均可反映軟體質(zhì)量，具體每個(gè)群體的主要選擇目標(biāo)，則需要結(jié)合通徑分析結(jié)果進(jìn)行篩選。

通過(guò)對(duì)4個(gè)群體可量性狀校正值的聚類分析，顯示大連群體與榮成群體先聚類，后與秦皇島群體聚類，最后與韓國(guó)統(tǒng)營(yíng)群體聚類。貝類形態(tài)與環(huán)境因素和遺傳因素均有關(guān)系，因魁蚶作為埋棲型雙殼貝類，其活動(dòng)能力有限，自然界中較遠(yuǎn)地理距離的群體之間較難發(fā)生基因交流，其形態(tài)差異在一定程度上能夠體現(xiàn)親緣關(guān)系。中國(guó)3個(gè)群體中，大連群體取樣地點(diǎn)在莊河石城島附近，與榮成取樣點(diǎn)均在黃海海域，距離也相對(duì)較近，而秦皇島群體取樣點(diǎn)位于渤海海灣內(nèi)，與其他兩群體的距離相對(duì)較遠(yuǎn)，因此本研究獲得的聚類關(guān)系與地理距離一致。已有遺傳學(xué)分析表明，中國(guó)魁蚶群體與韓國(guó)魁蚶群體之間在遺傳上具有一定的分化，其遺傳距離大于國(guó)內(nèi)群體間的遺傳距離［23］，本研究的聚類關(guān)系與其一致，這進(jìn)一步證實(shí)了中韓魁蚶群體間親緣關(guān)系相比國(guó)內(nèi)群體間關(guān)系更遠(yuǎn)。本研究中，雖然韓國(guó)統(tǒng)營(yíng)群體樣本體型相對(duì)較小，但是出肉率極顯著高于大連、榮成、秦皇島群體（P＜0.01）。雖然魁蚶出肉率會(huì)隨發(fā)育時(shí)期不同而發(fā)生變化，但本研究中中國(guó)、韓國(guó)樣本殼長(zhǎng)相近、處于同一發(fā)育時(shí)期的韓國(guó)群體的出肉率顯著高于中國(guó)群體（P＜0.05）。中韓魁蚶群體在外觀性狀和遺傳特性上具有一定的差異，雜交后代可能會(huì)產(chǎn)生許多雜交優(yōu)勢(shì)性狀。已有的研究證實(shí)，中韓群體能夠雜交且后代在生長(zhǎng)速度上具有一定的優(yōu)勢(shì)［4，24-26］，而在殼型、出肉率等方面的雜交表現(xiàn)還有待研究。