G7代二齡泥蚶生長(zhǎng)性狀的相關(guān)性和通徑分析

何 俊，藍(lán)天一，劉 穎，李宗涵，方 軍，柴雪良，王志勇，任 鵬

(1.集美大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，福建 廈門 361021;2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部東海海水健康養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 廈門 321021；3.浙江省海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖研究所，浙江省近岸水域生物資源開發(fā)與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，溫州市海洋生物遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 溫州 325005)

0 引言

泥蚶(Tegillarcagranosa)，隸屬于軟體動(dòng)物門(Mollusca)瓣鰓綱(Lamellibranchia)蚶目(Arcoida)蚶科(Arcidae)泥蚶屬(Tegillarca)，屬于廣溫、廣鹽性貝類，廣泛分布于西太平洋和印度洋沿岸的溫帶和熱帶灘涂中[1]。由于過度的漁業(yè)捕撈，泥蚶在東亞和東南亞各國(guó)的自然資源量急劇衰退，使泥蚶的增養(yǎng)殖成為各國(guó)資源恢復(fù)和滿足市場(chǎng)需求的必然選擇[2]。為響應(yīng)泥蚶養(yǎng)殖業(yè)需求，育種工作者以生長(zhǎng)速度為選育指標(biāo)培育出了泥蚶新品種“樂清灣1號(hào)”。與對(duì)照組相比，其在相同養(yǎng)殖條件下27月齡的全重平均提高31.0%[3]。除“樂清灣1號(hào)”之外，泥蚶再無其他選育品系的相關(guān)研究報(bào)道，因此，泥蚶的良種選育工作亟需加強(qiáng)。

研究性狀之間的關(guān)系對(duì)于開展動(dòng)物育種工作極為重要。那些一經(jīng)測(cè)量就會(huì)造成損傷的性狀，若能利用與其相關(guān)性較高的形態(tài)性狀進(jìn)行替代研究，會(huì)取得較好的選育效果[4-6]。在貝類育種工作中，牡蠣(Crassostreaangulata)[7]、扇貝[8-10]、鮑[11]、蛤仔(Ruditapesplilippinarum)[12]、毛蚶(Scapharcasubcrenata)[13-16]等經(jīng)濟(jì)品種都進(jìn)行了形態(tài)性狀與體重性狀的多元分析，并確定了影響體重性狀的主要形態(tài)性狀。

泥蚶各形態(tài)性狀與體重性狀間的關(guān)系已有研究報(bào)道[5,17]。但是，針對(duì)生長(zhǎng)性狀的連續(xù)多代選育難免會(huì)使選育系的形態(tài)發(fā)生一定程度變化，這種變化是否改變形態(tài)性狀與體重性狀之間的關(guān)系尚無研究報(bào)道。2018年“樂清灣1號(hào)”已選育至第七代，本研究以此代的2齡貝為研究對(duì)象，針對(duì)形態(tài)性狀和體重性狀進(jìn)行相關(guān)性分析、通徑分析和多元回歸分析，比較選育前后形態(tài)性狀對(duì)體重性狀的通徑系數(shù)和決定程度的變化，建立形態(tài)性狀和體重性狀的最優(yōu)回歸方程，以期為泥蚶進(jìn)一步的選育工作奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

泥蚶樣品于2020年7月采自浙江省溫嶺市的泥蚶新品種“樂清灣1號(hào)”保種池塘，共隨機(jī)采集“樂清灣1號(hào)”第七代2齡泥蚶330枚。樣品采集后清除體表附著物，并豎立靜置于冰格上過夜，使其排凈殼內(nèi)儲(chǔ)存海水，保證總重和軟體部重的測(cè)量值更加接近真實(shí)值。

1.2 測(cè)量方法

所有泥蚶在各數(shù)量性狀測(cè)量前，用紗布吸干殼表面和殼沿表面水分，盡量使測(cè)量數(shù)據(jù)接近真實(shí)值。使用電子數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量殼長(zhǎng)(L)、殼高(H)和殼寬(W)(精確到0.01 mm)，使用電子天平測(cè)定全重(Y1)和軟體部重(Y2)(精確到0.01 g)，并計(jì)算表型參數(shù)的平均值和變異系數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，獲得描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果；利用IBM SPSS Statistics 22.0軟件對(duì)各性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果用mean±SD表示；采用通徑分析和決定分析公式計(jì)算形態(tài)性狀與全重和軟體部重的關(guān)系；利用多元回歸分析建立對(duì)偏回歸系數(shù)顯著的形態(tài)性狀估算全重和軟體部重的最優(yōu)回歸方程，分析計(jì)算公式參考文獻(xiàn)[18]。以P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 泥蚶生長(zhǎng)性狀的描述性統(tǒng)計(jì)

泥蚶殼長(zhǎng)、殼高、殼寬、全重和軟體部重的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。從各參數(shù)的變異系數(shù)來看，殼長(zhǎng)、殼高、殼寬的變異程度相似，變異系數(shù)均為8%；全重和軟體部重的變異程度較大，分別為25%和26%，約為殼長(zhǎng)、殼高、殼寬的三倍，說明體重性狀具有很大的選擇潛力。

表1 泥蚶各性狀的表型參數(shù)

2.2 泥蚶形態(tài)性狀和全重、軟體部重之間的相關(guān)性分析

由泥蚶殼長(zhǎng)、殼高、殼寬、全重和軟體部重之間的相關(guān)性分析(結(jié)果見表2)可見：殼長(zhǎng)、殼高、殼寬與全重、軟體部重的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)；全重與殼寬的相關(guān)系數(shù)最大，殼高次之，殼長(zhǎng)最??；軟體部重與殼長(zhǎng)的相關(guān)系數(shù)最大，殼高次之，殼寬最小。

表2 泥蚶形態(tài)性狀與全重、軟體部重的相關(guān)系數(shù)

2.3 泥蚶形態(tài)性狀對(duì)全重、軟體部重的通徑系數(shù)分析

根據(jù)通徑分析原理，將各性狀的相關(guān)關(guān)系分為直接作用和間接作用，然后結(jié)合IMB SPSS Statistics 22.0軟件獲得泥蚶各形態(tài)性狀對(duì)全重、軟體部重的通徑系數(shù)，再通過通徑系數(shù)求得相關(guān)指數(shù)R2。通徑分析結(jié)果(見表3)表明，殼長(zhǎng)、殼高、殼寬對(duì)全重、軟體部重的通徑系數(shù)均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，說明此3個(gè)形態(tài)性狀對(duì)全重及軟體部重的直接影響較大。

表3 泥蚶形態(tài)性狀對(duì)全重和軟體部重的通徑分析

對(duì)于全重，在直接作用上，殼寬對(duì)全重的影響最大(0.479)，其次是殼長(zhǎng)(0.297)，最小是殼高(0.247)。在間接作用上，殼高對(duì)全重的影響最大(0.697)，并且殼高主要是通過殼寬間接影響全重(0.422)；其次是殼長(zhǎng)(0.641)，主要通過殼寬間接影響全重；再次為殼寬(0.473)，主要通過殼長(zhǎng)間接影響全重。綜合直接作用和間接作用的效應(yīng)，可以看出，殼長(zhǎng)和殼高對(duì)全重的直接作用很小，兩者均是主要通過殼寬間接影響全重，說明殼寬是影響全重的重要變量。通過通徑系數(shù)求得相關(guān)指數(shù)R2=0.967。

對(duì)于軟體部重，在直接作用上，殼長(zhǎng)對(duì)軟體部重的影響最大(0.415)，其次是殼寬(0.390)，最小是殼高(0.191)。在間接作用上，殼高對(duì)軟體部重的影響最大(0.728)，并且殼高主要通過殼長(zhǎng)(0.384)和殼寬(0.344)間接影響軟體部重。綜合直接作用和間接作用的效應(yīng)，可以看出，殼高對(duì)軟體部重的直接作用很小，殼高主要通過殼長(zhǎng)和殼寬間接影響軟體部重，說明殼長(zhǎng)和殼寬是影響軟體部重的重要變量。通過通徑系數(shù)求得相關(guān)指數(shù)R2==0.917。

2.4 泥蚶形態(tài)性狀對(duì)全重和軟體部重的決定系數(shù)分析

決定系數(shù)反映的是各自變量對(duì)因變量的決定程度。分別以泥蚶全重和軟體部重為因變量，形態(tài)性狀為自變量，根據(jù)決定系數(shù)公式計(jì)算出泥蚶形態(tài)性狀對(duì)全重和軟體部重的決定系數(shù)，結(jié)果見表4。

表4 泥蚶形態(tài)性狀對(duì)全重和軟體部重的決定系數(shù)

殼長(zhǎng)、殼高、殼寬對(duì)全重的直接決定程度分別為8.8%、6.1%、22.9%。在間接決定系數(shù)中，殼寬和殼長(zhǎng)、殼寬和殼高、殼高和殼長(zhǎng)對(duì)全重的決定程度分別為24.5%、20.8%、13.6%。此外，殼長(zhǎng)、殼高和殼寬3個(gè)形態(tài)性狀對(duì)全重的直接決定系數(shù)和間接決定系數(shù)的總和Σd=0.967，與回歸方程的多元決定系數(shù)R2數(shù)值相等，說明本研究所列泥蚶形態(tài)性狀是影響全重的重要性狀，其他尚未測(cè)定的性狀對(duì)其影響較小。

殼長(zhǎng)、殼高、殼寬對(duì)軟體部重的直接決定程度分別為17.2%、3.6%、15.2%。在間接決定系數(shù)中，殼寬和殼長(zhǎng)、殼寬和殼高、殼高和殼長(zhǎng)對(duì)軟體部重的決定程度分別為27.9%、13.1%、14.7%。此外，殼長(zhǎng)、殼高和殼寬3個(gè)形態(tài)性狀對(duì)軟體部重的直接決定系數(shù)和間接決定系數(shù)的總和Σd=0.917，與回歸方程的多元決定系數(shù)R2數(shù)值相等，說明本研究所列泥蚶形態(tài)性狀是影響軟體部重的重要性狀，其他尚未測(cè)定的性狀對(duì)軟體部重的影響較小。

2.5 泥蚶形態(tài)性狀與全重、軟體部重多元回歸方程的建立

統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行通徑分析和多元回歸分析，再進(jìn)行復(fù)相關(guān)分析和回歸分析，分別以全重和軟體部重為因變量，以形態(tài)性狀為自變量，建立多元回歸方程。

復(fù)相關(guān)系數(shù)是評(píng)價(jià)一個(gè)變量和其他多個(gè)變量之間線性相關(guān)程度的指標(biāo)，復(fù)相關(guān)系數(shù)值越大，說明變量間的關(guān)系越密切。由表5可知，形態(tài)性狀組合與全重、軟體部重的復(fù)相關(guān)系數(shù)均達(dá)到極顯著水平，說明它們與全重、軟體部重存在極為緊密的關(guān)系。泥蚶形態(tài)性狀對(duì)全重、軟體部重的偏回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果見表6。形態(tài)性狀與全重的多元回歸方程為Y1=-18.798+0.265L+0.294H+0.646W；形態(tài)性狀與軟體部重的多元回歸方程為Y2=-7.194+0.143L+0.088H+0.203W。從表6可以看出，所有形態(tài)性狀的偏回歸系數(shù)均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。由方差分析結(jié)果(見表7)知，泥蚶形態(tài)性狀對(duì)全重、軟體部重所建立的回歸方程的回歸關(guān)系均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，說明形態(tài)性狀與全重、軟體部重之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性，適合進(jìn)行方差分析。

表5 泥蚶形態(tài)性狀對(duì)全重、軟體部重的復(fù)相關(guān)分析

表6 泥蚶形態(tài)性狀對(duì)全重、軟體部重的偏回歸系數(shù)檢驗(yàn)

表7 泥蚶形態(tài)性狀對(duì)全重、軟體部重回歸的方差分析表

3 討論

全重和軟體部重是泥蚶選育過程中的重要選擇指標(biāo)。但是，測(cè)量全重易受泥蚶體表附著物和殼內(nèi)水分影響而造成偏差，測(cè)量軟體部重會(huì)造成泥蚶的致命損傷；而對(duì)形態(tài)性狀的測(cè)量則相對(duì)容易又準(zhǔn)確。利用多元回歸分析，對(duì)軟體部重等不便于直接測(cè)量的性狀進(jìn)行改良，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水生生物選育工作中。如劉賢德等[4]分析了13月齡和20月齡大黃魚形態(tài)性狀對(duì)體重的影響，發(fā)現(xiàn)體高對(duì)其直接影響最大；李莉等[14]通過多元分析法研究不同貝齡毛蚶形態(tài)性狀對(duì)體重的影響，為毛蚶不同養(yǎng)殖時(shí)期增養(yǎng)殖方案制定提供依據(jù)；巫旗生等[7]通過多元分析法研究1～4齡“金蠣1號(hào)”福建牡蠣形態(tài)性狀對(duì)體重的影響，為福建牡蠣的選育工作提供依據(jù)。本研究采用多元回歸分析和通徑分析，研究了針對(duì)生長(zhǎng)速度連續(xù)選育至第七代的2齡泥蚶的殼長(zhǎng)、殼高和殼寬3個(gè)形態(tài)性狀與體重性狀的相關(guān)性，獲得了影響全重和軟體部重的主要性狀，為其下一步的選育工作提供了基礎(chǔ)資料。

本研究對(duì)所測(cè)性狀進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)形態(tài)性狀和體重性狀兩者的變異系數(shù)存在明顯差異，殼長(zhǎng)、殼高和殼寬三者的變異系數(shù)均為8%，而全重和軟體部重的變異系數(shù)分別為25%和26%，體重性狀的變異系數(shù)明顯高于形態(tài)性狀，這與其他學(xué)者的相關(guān)研究結(jié)果[8,13]相似。猜測(cè)出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因有以下幾點(diǎn)：首先，泥蚶在養(yǎng)殖過程中會(huì)進(jìn)行“篩苗”操作，將不同規(guī)格大小的泥蚶進(jìn)行分開養(yǎng)殖，以防止攝食能力差距太大而導(dǎo)致小苗生長(zhǎng)受限。但“篩苗”只是根據(jù)泥蚶殼的形態(tài)大小進(jìn)行篩選，對(duì)泥蚶體重性狀卻無法進(jìn)行控制，因此會(huì)導(dǎo)致泥蚶殼形態(tài)性狀的變異系數(shù)較小而體重性狀的變異系數(shù)較大。其次，體重性狀與形態(tài)性狀的關(guān)系不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，導(dǎo)致體重性狀的增加速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過形態(tài)性狀，從而使得體重性狀的變異系數(shù)遠(yuǎn)高于形態(tài)性狀。再次，同一時(shí)期不同個(gè)體的肥滿程度存在明顯差異，在殼形外觀大小差不多的情況下，有的個(gè)體比較肥滿，而有的個(gè)體比較消瘦，從而導(dǎo)致體重性狀的變異系數(shù)較大。

本研究中，泥蚶殼長(zhǎng)、殼高、殼寬與全重的相關(guān)系數(shù)在0.938～0.952之間，與軟體部重相關(guān)系數(shù)在0.916～0.928之間，均呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)。董志國(guó)等[19]認(rèn)為單個(gè)性狀與體重的相關(guān)系數(shù)表示的是該性狀對(duì)體重直接和間接影響的累積，僅僅依靠相關(guān)性分析不能確定該性狀對(duì)體重的影響效應(yīng)，而是既要分析該性狀對(duì)體重的直接影響，又要分析該性狀通過其他性狀對(duì)體重的間接影響，然后再綜合分析該性狀對(duì)體重的影響效應(yīng)。由本研究中，泥蚶殼長(zhǎng)、殼高、殼寬與全重、軟體部重的相關(guān)系數(shù)基本相同。但是，由本研究通徑分析的結(jié)果可以看出，殼長(zhǎng)和殼高對(duì)全重的直接決定系數(shù)遠(yuǎn)小于殼寬對(duì)全重的直接決定系數(shù)，殼長(zhǎng)和殼高主要通過殼寬的間接作用影響全重，說明殼寬是影響全重的重要性狀；殼長(zhǎng)和殼寬對(duì)軟體部重的直接決定系數(shù)遠(yuǎn)大于殼高對(duì)軟體部重的直接決定系數(shù)。由此也說明變量之間的相關(guān)關(guān)系不能直接準(zhǔn)確反映其間的真實(shí)關(guān)系。

在表型性狀相關(guān)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行通徑分析和決定系數(shù)分析時(shí)，只有當(dāng)各自變量對(duì)因變量的單獨(dú)決定系數(shù)和兩兩共同決定系數(shù)的總和∑d(數(shù)值上R2=∑d)≥0.85時(shí)，才表明已找到影響因變量的主要自變量[6]。本研究中，通過對(duì)全重、軟體部重進(jìn)行通徑分析得到的∑d分別為0.967和0.917，說明“樂清灣1號(hào)”泥蚶殼長(zhǎng)、殼高和殼寬是影響全重和軟體部重的重要性狀，其他尚未測(cè)定的性狀對(duì)體重的影響較小。由于不同貝類形態(tài)特征差異較大，影響其體重的關(guān)鍵性狀也各有差異。在紫石房蛤[20]、琴文蛤[21]和3齡毛蚶[14]的殼形態(tài)性狀對(duì)全重影響的研究中發(fā)現(xiàn)，殼寬是影響全重的主要因素；而在文蛤[22]、硬殼蛤[23]的同類研究中，殼長(zhǎng)是影響全重的主要因素；在櫛孔扇貝[6]、華貴櫛孔扇貝[8]中，殼高是影響全重的主要因素。本研究中，殼寬對(duì)“樂清灣1號(hào)”泥蚶全重的通徑系數(shù)、決定系數(shù)均是最大，說明殼寬是影響全重的主要因素；殼長(zhǎng)和殼寬對(duì)“樂清灣1號(hào)”泥蚶軟體部重的通徑系數(shù)和決定系數(shù)較大，而殼高較小，說明殼長(zhǎng)和殼寬是影響軟體部重的主要因素，而殼高主要通過殼長(zhǎng)和殼寬的間接作用來影響軟體部重。

本研究結(jié)果與前人的研究結(jié)果之間既有一致也有不同。蔣濤濤等[5]對(duì)2齡泥蚶的分析結(jié)果表明，殼寬和殼高是決定體重的主要因素，二者在通徑分析的直接作用相關(guān)系數(shù)分別為0.456和0.434，決定系數(shù)分別為0.2079和0.1884；而在本研究中，殼高對(duì)全重的影響有所降低，決定系數(shù)甚至不到殼寬的一半(分別為0.061和0.229)。在蔣濤濤等[5]的分析結(jié)果中，殼長(zhǎng)對(duì)軟體部重的通徑分析處于不顯著水平，殼高是影響軟體部重的最重要因素；而在本研究中，形態(tài)性狀與軟體部重的相關(guān)性大幅增加，殼長(zhǎng)和殼寬成為影響軟體部重的最主要因素。由此推斷，在多代選育后，泥蚶的殼形態(tài)受到選擇壓力的影響而發(fā)生一定改變，從而造成上述變化。