文蛤紅殼色選育系G5的生長優(yōu)勢及選擇效應(yīng)分析

吳楊平，陳愛華，張 雨，張志東，曹 奕，陳素華，孫雪峰，李秋潔

（江蘇省海洋水產(chǎn)研究所，江蘇省文蛤良種場，南通 226007）

文蛤（Meretrix meretrix）是蛤中上品，被譽為“天下第一鮮”，江蘇是文蛤主產(chǎn)區(qū)。根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《2021年中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)，2020年江蘇海水養(yǎng)殖總產(chǎn)量為92.28萬t，其中海水貝類產(chǎn)量為68.86萬t，占到了海水養(yǎng)殖總產(chǎn)量的74.62%，而以文蛤為代表的蛤類產(chǎn)量則高達38.88萬t［1］。近年來，蝦蟹養(yǎng)殖的海水池塘因飼料投入高而導(dǎo)致養(yǎng)殖水體富營養(yǎng)化已觸碰到環(huán)保紅線，套養(yǎng)貝類成為改善養(yǎng)殖水質(zhì)、節(jié)能減排的必選方案。作為江蘇省最為重要的養(yǎng)殖貝類，除傳統(tǒng)的灘涂和池塘養(yǎng)殖外，文蛤的養(yǎng)殖空間得以進一步向蝦蟹池塘擴展延伸。因此，需要選育一種文蛤新品種更好地與蝦蟹等其他品種搭配，在投料、起捕等日常養(yǎng)殖管理的無縫銜接中共同推動池塘生態(tài)化改造，實現(xiàn)綠色高質(zhì)量發(fā)展。

選擇育種是一種經(jīng)典的育種方法，在貝類的遺傳改良中已被廣泛應(yīng)用?！芭钊R紅”扇貝（Chlamys farreri）、“海優(yōu)1號”馬氏珠母貝（Pinctada martensii）等30余個貝類新品種已通過選擇育種被開發(fā)出來［2］。在新品種選育過程中，選育效果是需要重點關(guān)注的問題。選擇反應(yīng)、現(xiàn)實遺傳力及遺傳獲得量等參數(shù)常被用來評估選育效果。目前，國內(nèi)目標(biāo)性狀遺傳參數(shù)作為選育效果評估在三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）、長牡 蠣（Crassostrea gigas）、縊 蟶（Sinonovacula constricta）等貝類的育種中已有報道［3-8］；在對文蛤早期發(fā)育階段的生長遺傳效應(yīng)與抗逆品種選育的研究中也進行了遺傳參數(shù)估算［9-10］。至今，已育成“科浙1號”、“萬里紅”、“萬里2號”、“科浙2號”4個文蛤新品種。而在江蘇地區(qū)文蛤產(chǎn)業(yè)存在本土新品種的缺失與文蛤產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達極不匹配的問題，迫切需要選育江蘇本港文蛤新品種來支撐既有產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。課題組從2007年開始選擇如東腰沙-冷家沙海區(qū)紅殼色文蛤進行連續(xù)群體選育，至2018年已連續(xù)繁育5代，并開展了生長優(yōu)勢轉(zhuǎn)錄組等相關(guān)分析研究［11-12］。本研究擬對2018年建立的快速生長選育系G5的選擇反應(yīng)、現(xiàn)實遺傳力及遺傳獲得量進行評估并與未經(jīng)選育的文蛤?qū)φ战M進行比較，旨在闡明自選新品系性狀的優(yōu)越性，為新品種認定和推廣提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 選育組和對照組構(gòu)建

2007年從如東縣腰沙-冷家沙海域文蛤野生群體中挑選紅殼色個體作為原始群體繁育基礎(chǔ)群體（G0），G0性成熟后以生長性能+殼色為指標(biāo)進行選育G1，之后重復(fù)G1的選育方法，分別選育到G4。2018年在江蘇省文蛤良種場室內(nèi)條件下以紅殼色文蛤選育系G4為親本，隨機選取4 000粒測量殼長并稱重，通過對殼長并兼顧粒重進行大小排序后留取前40粒個體作為繁育第5代（G5）的選育組，留種率為1%、選擇強度為2.665。另從紅殼色文蛤選育系第4代隨機選取40粒作為繁育對照組（C）。

1.2 培養(yǎng)與取樣

2018年8月，將上述選育組和對照組的親本陰干24 h后分別放入兩個長盆中用0.05%的氨水刺激，0.5 h后清洗干凈懸掛在1 000 L白缸內(nèi)，用砂濾海水浸沒充氣催產(chǎn)。受精卵經(jīng)約20 h孵化成D型幼蟲，將幼蟲移入水泥池中培養(yǎng)，培養(yǎng)密度設(shè)為4～6?！L-1，按發(fā)育生長情況適量投喂叉鞭金藻（Dicrateria zhanjiangensis）、亞心形扁藻（Platymonas subcordiformis）、角毛藻（Chaetoceros calcutrans）等。浮游期時，選育組和對照組分別在每天下午隨機取30粒個體，通過Olympus CX41顯微鏡測量殼長和殼高；附著后，選育組和對照組分別在7、13、32日齡下午15∶00隨機取30粒個體，通過Olympus CX41顯微鏡測量殼長和殼高，分別在67、102、143、252、310、328、358日齡下午15∶00隨機取30粒個體采用數(shù)顯游標(biāo)卡尺（精度0.01 mm）測量殼長，從310日齡開始每次取樣時用分析天平（精度±0.001 g）稱文蛤體質(zhì)量；370日齡開始每次取樣采用數(shù)顯游標(biāo)卡尺（精度0.01 mm）測量殼長、殼高、殼寬，并用分析天平（精度±0.001 g）稱文蛤體質(zhì)量。2019年5月9日（即310日齡）開始將選育組和對照組投放到同一池塘的不同貝埕上養(yǎng)殖，每月測量1次殼長、殼高、殼寬和粒重。

圖1 紅殼色文蛤選育系G4殼長大小分布及截頭選擇的親本（陰影部分）Fig.1 Shell length distribution of G4 red shell colored M.meretrix and parents selected for truncation selection（diagonal stripes）

1.3 選擇反應(yīng)、遺傳獲得與現(xiàn)實遺傳力計算

參照HADLEY等［13］和ZHANG等［14］的方法計算選擇反應(yīng)（selection reaction，SR）、現(xiàn)實遺傳力（realized heritability，）及遺傳獲得量（genetic gain，GG），計算公式如下：

式中，Xs和Xc分別為選育組（SG）和對照組（C）個體所測殼長、殼高、殼寬和粒重的平均值，σc是對照組（C）的標(biāo)準(zhǔn)差，i是選擇強度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2019對數(shù)據(jù)進行整理計算后，用SPSS16.0統(tǒng)計軟件進行t檢驗和單因素方差分析（one-way ANOVA），顯著性水平設(shè)置為小于0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長性狀比較

選育組和對照組在不同時期殼長和殼高以及外塘養(yǎng)成期的生產(chǎn)性狀見表1。整個生長時期，選育組的殼長、殼高、殼寬、粒重均大于對照組，且在養(yǎng)成后期均有差異性顯著（P＜0.05）。

在水溫26～28℃，選育組和對照組的D型幼蟲經(jīng)過5 d浮游，在殼長200μm左右變態(tài)附著。幼蟲期，選育組的殼長和殼高均大于對照組，表明選育組生長快于對照組；殼長除第5日齡外均沒有顯著差異（P＞0.05），殼高在第2和3日齡有顯著性差異（P＜0.05），其余無顯著性差異（P＞0.05）。在室內(nèi)進行稚貝中間培養(yǎng)期間，選育組的殼長和殼高均大于對照組，表明這一時期選育組生長快于對照組：殼長除第13日齡外均有顯著性差異（P＜0.05），殼高在第7日齡有顯著性差異（P＜0.05），在13、32日齡無顯著性差異（P＞0.05）。長到次年5月9日（即310日齡）選擇同一個池塘開展同等養(yǎng)殖條件下對比實驗，此時選育組殼長（5.820±1.524）mm，粒重（0.046 ±0.036）g；對照組殼長（5.069 ±1.503）mm，粒重（0.032±0.023）g。外塘養(yǎng)成期，420日齡以后兩個組別殼長均存在顯著性差異（P＜0.05），370日齡后殼高均有顯著性差異（P＜0.05），殼寬除第370和444日齡外均有顯著性差異（P＜0.05），粒重除第310和328日齡外均存在顯著差異（P＜0.05）。

2.2 遺傳參數(shù)

幼蟲期，選育組殼長與殼高的選擇反應(yīng)平均值分別為0.40和0.46，遺傳獲得的平均值分別為1.09%和1.44%，現(xiàn)實遺傳力的平均值分別為0.15和0.17。稚貝中間培養(yǎng)期，選育組殼長與殼高的選擇反應(yīng)平均值分別為0.62和0.63，遺傳獲得的平均值分別為11.17%和7.28%，現(xiàn)實遺傳力的平均值分別為0.23和0.24。外塘養(yǎng)成期，選育組殼長、寬高、殼寬、粒重的選擇反應(yīng)平均值為0.63、0.74、0.64和0.73，遺傳獲得量的平均值分別為8.64%、8.18%、6.87% 和28.18%，現(xiàn)實遺傳力的平均值分別為0.24、0.28、0.24和0.27（表2～表4）。

表4 文蛤群體選育組與對照組現(xiàn)實遺傳力比較Tab.4 Comparison of realized heritability（h2R）of selected and control groups of M.meretrix

3 討論

3.1 文蛤連續(xù)選育效果分析

已有研究表明，海洋生物大部分生長性狀的遺傳力屬于中高度遺傳力，對這些高表型變異的性狀進行選擇可以獲得較好的選育效果［15］。文蛤選育是以獲得生長速度快而又高產(chǎn)的新品種為目的，目標(biāo)性狀為粒重，而如果直接挑選粒重大，尤其是在被挑選群體基數(shù)龐大的情況下要實現(xiàn)這一目標(biāo)不切實際。因此，需通過篩選殼長間接實現(xiàn)優(yōu)選粒重的目的。之前的研究通過通徑分析和多元統(tǒng)計方法，已證明文蛤的殼長與體質(zhì)量性狀顯著相關(guān)關(guān)系明確，殼長是影響體質(zhì)量的最重要性狀［16］。這樣可以在一個性狀難以直接選擇時，借助選擇與之相關(guān)的另一個性狀來達到選擇目的，這一策略在三角帆蚌［17］、長牡蠣［18］、九孔鮑（Haliotis diversicolor supertexta）［19］的選育中已被證明行之有效。本研究第5代（G5）個體留種率為1%、選擇強度為2.665；經(jīng)過高強度選擇，文蛤選育組的殼長、殼寬、殼高和粒重在各個生長時期均大于對照組，并在養(yǎng)殖后期呈現(xiàn)顯著差異（P＜0.05）。實驗結(jié)果表明，文蛤通過連續(xù)5代選育而成的G5個體養(yǎng)殖至2019年12月22日（即536日齡）時殼長可達到（43.02±3.27）mm、粒重可達（22.01±4.76）g。按照上市、出口標(biāo)準(zhǔn)，選育后的G5養(yǎng)殖1.5年即可成品上市，大大縮短了原有未選育文蛤需要2～3年才能養(yǎng)成上市的養(yǎng)殖周期。由此可見，本研究針對具有中高度遺傳力的生長性狀開展連續(xù)選育取得了良好的效果。下一步將結(jié)合微衛(wèi)星標(biāo)記對連續(xù)選育的5代進行遺傳多樣性分析，進一步評估選育效果及目標(biāo)品種的種質(zhì)改良情況。

3.2 遺傳參數(shù)比較分析

有關(guān)貝類遺傳力的估計主要集中在對某一性狀在某一階段的研究［5，9］，對貝類不同生長階段性狀的遺傳力研究報道較少見。本研究從幼蟲期、稚貝中間培養(yǎng)期到外塘養(yǎng)成期對文蛤整個生長周期進行了全面的研究。在數(shù)量遺傳學(xué)研究中，通常將＜0.15定義為低遺傳力水平，0.15＜＜0.3定義為中等遺傳力,＞0.3定義為高遺傳力［20］。在本研究中，文蛤G5選育組的殼長、殼高、殼寬和粒重的平均現(xiàn)實遺傳力分別為0.24±0.08、0.28±0.05、0.24±0.08和0.27±0.07，選擇反應(yīng)的平均值分別為0.63±0.22、0.74±0.14、0.64±0.21和0.73±0.19，表明選育組具有較高的選擇反應(yīng)與現(xiàn)實遺傳力，這一結(jié)果與九孔鮑［19］、長牡蠣［21］、泥蚶（Tegillarca granosa）［8］等品種選育類似。本研究中幼蟲期殼長、殼高的現(xiàn)實遺傳力為0.15±0.11、0.17±0.11，稚貝中間培養(yǎng)期殼長、殼高的現(xiàn)實遺傳力為0.23±0.07、0.24±0.03，與梁冰冰和王鴻霞［9］采用部分因子設(shè)計研究文蛤附著變態(tài)期及稚貝期生長性狀遺傳力的結(jié)果相近。研究中還發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)成期的遺傳力大于稚貝中間培養(yǎng)期、稚貝中間培養(yǎng)期又大于幼蟲期，這一結(jié)果符合發(fā)育階段的生長遺傳力變化較大且成體生長遺傳力一般大于幼體的結(jié)論［22］。本研究中養(yǎng)成期的殼長、殼高和殼寬的遺傳獲得量相當(dāng)，均在7.50%左右，而粒重的遺傳獲得量已達到23.96%，這主要是因為雙殼類的殼長、殼高、殼寬和粒重這4個參數(shù)間具有相關(guān)性，且粒重與殼長多呈現(xiàn)冪函數(shù)關(guān)系，現(xiàn)有的雙殼類表型參數(shù)的研究均證實了重量性狀和殼形性狀之間的緊密關(guān)系［23］，因此殼長、殼高、殼寬的小幅度增加會導(dǎo)致粒重的明顯增加。方佳峰和李琪［24］研究長牡蠣殼橙品系認為，對殼高和濕重的直接選育將對其他生長性狀起到間接促進作用。WANG等［25］發(fā)現(xiàn)，文蛤殼長、殼高、殼寬和粒重之間具有高遺傳相關(guān)性，對其中一個性狀進行選育可能同時促進其他性狀增長，本研究結(jié)果與其相似。文蛤紅殼色選育系雖然已進行了5代連續(xù)選育，但殼長、殼高、殼寬和粒重的遺傳力仍處于0.24左右的中等水平，從目標(biāo)性狀粒重的遺傳獲得看，距離所謂的選擇極限仍有較大的選擇空間［26-27］，李煉星等［28］在縊蟶連續(xù)5代選育中也有類似結(jié)論。因此，本研究中的文蛤新品系仍具有一定的改良潛力，可以繼續(xù)針對生長性狀進行選育。