三个海湾扇贝群体可量性状对闭壳肌重的通径分析

    孙俭　王国栋　周玮　曹善茂

    摘要：闭壳肌重是海湾扇贝（Argopecten irradians）选择育种的目标性状，由于其不易直观测量，使得形态性状对闭壳肌重的影响程度成为各国学者研究的切入点。本文以三个海湾扇贝群体稚贝、幼贝、成贝为试验材料，采用通径分析方法研究了三个群体各可量性状对闭壳肌重的影响效果。结果表明：在三个海湾扇贝群体中各形态性状对闭壳肌重的决定效應存在显著差异。加拿大群体和山东群体各性状相关性水平均为极显著（P<0.01），壳宽对闭壳肌重的直接效应均最大，其次分别是软体部重和壳高；大连群体各性状相关性未全部达到极显著水平，其中，软体部重对闭壳肌重的直接效应最大，其次是壳宽。经多元回归分析并逐步剔除对闭壳肌重直接效应不显著的性状，分别确立了海湾扇贝加拿大群体（Y=-2.616+0.580 SL+0.084 SW）、大连群体（Y=0.659+0.103TW）与山东群体（Y=0.286+0.068 SW）的最优回归方程。

    关键词：海湾扇贝（Argopecten irradians）；闭壳肌；可量性状；通径分析

    海湾扇贝（Argopecten irradians）于1982年由中国科学院海洋研究所从美国引入国内，随着其人工育苗技术的开展和日趋成熟，养殖实现了规模化推广[1]，现成为我国贝类主要产品之一。但由于多年继代使用海湾扇贝亲本进行累代繁育，已出现养成规格偏小、个体大小不匀、贝柱得率低等问题[2]。为提高养殖规格、商品贝整齐度及出肉率，促进海湾扇贝养殖业健康、高效、良性发展，急需培育遗传稳定、经济性状优良的新品种。通过引种，维持一定规模具有优良遗传性状的生物群体是进行良种选育的基础[3]。但引种由于经济投入、资源保护等原因，不可能频繁进行。因此，对现有种源进行定向选择育种，使性状优良基因得到代代相传，是一种行之有效的方式[4-5]。

    目前，已有人研究过滩涂贝类可量性状间的关系，如Ibarra等[6]以壳高和全重为指标，对文蛤做了三个选育世代多样性研究，结果显示这两个性状存在明显的遗传相关；吴彪等[7]通过研究了中国江苏与韩国通营的魁蚶认为各形态性状对体重的影响效果不同。

    刘志刚等[8]研究认为，华贵栉孔扇贝的软体部重和壳宽（通径分析分别为0.712和0.394）是影响闭壳肌重的主要性状；而影响栉孔扇贝活体重的主要性状是壳高[9]。闭壳肌（贝柱）收获量多少是养殖生产者评价当年养殖效益好坏的重要指标，也是国内外遗传育种学家一直研究的目标性状。由于闭壳肌重在选种过程不易直观获得，使得形态性状对闭壳肌重的影响程度成为各国学者研究的切入点。关于海湾扇贝各形态性状与闭壳肌重量间相关性的研究甚少，仅见杨世平[10]等及刘志刚等[11]分别在我国广东沿海地区开展了墨西哥海湾贝南部亚种形态性状与闭壳肌重量的关系及决定效应分析等研究。然而，不同的地理群体代表了潜在遗传变异的不同[12]。

    为了查明海湾扇贝不同地理群体可量性状间的差异和相关性及对闭壳肌重的决定效应，本试验以大连壹桥海洋苗业股份有限公司购进的加拿大海湾扇贝北部亚种群体、山东胶南群体和大连庄河群体作为亲本繁育的F1代稚、幼、成贝为试验材料，对其重要可量性状进行测量、统计和分析比较，旨在为海湾扇贝定向选育和遗传改良工作提供理论基础和更多的育种素材，并为扇贝养殖企业、农户生产提供数据参考。

    1材料与方法

    1.1材料

    试验材料为大连壹桥海洋苗业股份有限公司出池后稚贝、中间育成的幼贝和养成的成贝。三个海湾扇贝群体稚贝均为2009年3月28日选育的的D型幼虫；按常规方法经统一的幼体培育工艺进行培育，三个群体稚贝出池前分别标记、区分后，移至大连宝临海产养殖有限公司的养殖海区进行中间育成及养成。

    1.2测量性状及方法

    测量的可量性状有形态性状（壳长、壳高、壳宽）和重量性状（体重、软体部重和闭壳肌重）；2009年8-11月，每月测量1次三个群体的上述性状，每次测量时，三个群体均随机抽取50枚个体。以精度±0.02 mm的游标卡尺测量形态性状；用精度±0.01 g的电子天平测量重量性状；具体测量方法和操作标准见文献[10]。

    1.3数据处理与分析

    对获得的数据进行初步整理，统计各可量性状，并分析三个群体间可量性状的相关性。所有统计分析由SPSS18.0和EXCEL软件完成，显著性水平为P<0.05。计算公式和方法参考高保全[13]的方法。

    2结果

    2.1三个群体的可量性状

    收获时，加拿大海湾扇贝群体、大连群体和山东群体各的可量性状，见表1。其中，在壳长、壳高、体重、软体部重和闭壳肌重方面，加拿大群体均大于大连群体和山东群体；壳宽方面山东群体最大，其次为大连群体，再次为加拿大群体；在变异系数方面，大连群体和山东群体的软体部重和闭壳肌重变异系数均小于加拿大群体，其他各项性状均大于加拿大群体；说明在外形规格方面加拿大群体最整齐。

    三个群体可量性状间变异系数差异较大，加拿大群体和大连群体的壳长、壳高、壳宽和体重的变异系数相对较小，而软体部重和闭壳肌重的变异系数相对较大；其中变异系数最大的为闭壳肌重（分别为14.35%和13.73%），其次是软体部重（分别为13.73%和11.01%），而山东群体则壳宽和闭壳肌重的变异系数较大（分别为13.48%和11.92%）。

    2.2三个群体各可量性状间的相关系数

    表2中，列出了三个海湾扇贝群体各可量性状间的相关系数；其中，加拿大群体各可量性状间的相关性水平均为极显著（P<0.01）；形态性状与闭壳肌重相关系数为0.405～0.654，以壳高与闭壳肌重之间相关系数最大；体重与闭壳肌重之间相关系数最小。大连群体各可量性状之间相关系数变化较大，壳高与壳宽、闭壳肌重性状相关性未达到显著水平，相关系数是0.263～0.220。山东群体各可量性状间的相关性水平均为极显著（P<0.01）；形态性状与闭壳肌重相关系数在0444～0.638之间，其中，以壳宽与软体部重之间相关系数最大，壳长与软体部重之间相关系数最小。

    2.3三个群体间各可量性状对闭壳肌重的通径分析

    表3中标明了三个海湾扇贝群体间各可量性状对闭壳肌重的相关系数、直接效应（通径系数）及间接效应。其中，加拿大群体各性状通径系数为P壳长=0.140，P壳高=0.262，P壳宽=0.287，P体重=-0.209，P软体部重=0.276；大连群体各性状通径系数为P殼长=0.121，P壳高=-0.098，P壳宽=0167，P体重=-0.041，P软体部重=0.482；山东群体各性状通径系数为P壳长=-0.020，P壳高=0.227，P壳宽=0.429，P体重=0.084，P软体部重=0.047。通径系数可以反映可量性状对闭壳肌重的直接效应，在加拿大群体和山东群体各性状中，壳宽对闭壳肌重的直接效应均最大，其次分别是软体部重和壳高，而大连群体则是软体部重对闭壳肌重的直接效应最大，次之是壳宽。

    在作为自变量的主要性状中，只有大连群体软体部重和山东群体壳宽对闭壳肌的直接效应（分别为0.482和0.429）大于间接效应（分别为0.069和0.209），在其他的可量性状方面，三个海湾扇贝群体可量性状的直接效应均小于间接效应。

    2.4多元回归方程的建立

    根据前述结果，以闭壳肌重以外的其他可量性状为自变量，以闭壳肌重为因变量，采用逐步回归的方法对主要可量性状进行多元回归分析，去除对闭壳肌重直接效应不显著的性状，分别建立了海湾扇贝加拿大群体（Y=-2.616+0.580 SL+0.084 SW）、大连群体（Y=0.659+0.103TW）与山东群体（Y=0.286+0.068 SW）的最优回归方程，经方差分析，其线性回归关系显著性水平为极显著（P<0.01），如表4。

    3讨论

    3.1贝类育种研究中多元分析的运用与分析特点

    贝类育种研究中可量性状间的相关关系需要运用相关分析进行明确，在优化多性状定向选择育种技术路线时，需要运用相关分析的结果排除对目的性状影响不大的次要性状。相关系数既包含了自变量和因变量的直接效应又包含了通过其他变量产生的间接效应，同时，相关系数的大小与自变量对因变量的直接效应间不具有必然联系；例如在本试验中，虽然加拿大群体壳高与闭壳肌重的相关性极显著（0.654），但其对闭壳肌重的直接效应仅为0.262，且不显著；因此，在影响闭壳肌重的性状中，壳高未出现在最优回归方程中。

    试验中多元分析的基础是相关分析，它仅反映两两性状间的综合相关性；如果想更深入研究其内在关联仍需对相关系数进行剖析，需进行通径分析和多元回归分析，进而找出主要效应因子。

    Wright[14]提出了通径分析方法，因其既可被用来剖析形态性状对重量性状的直接效应和间接效应，又可显示多个自变量与因变量间的线性关系；在研究多个相关变量间关系时具有直观和精确等优势，是回归分析的拓展。因此，普遍应用于遗传育种工作中，是分析各性状（变量）决定效应的有效方法[15-17]。

    本试验运用相关分析与通径分析的方法，明确了决定闭壳肌重的主要性状及其直接、间接效应，并进一步通过逐步回归，筛选了对闭壳肌重有显著效应的形态性状，去除无显著效应的性状，明确了三个海湾扇贝群体决定闭壳肌重的重点性状，提出了最优回归方程，使海湾扇贝定向育种明确了努力方向。

    3.2三个群体重量性状变异系数较大的原因分析

    本试验中，三个群体样本是同时间选育的D型幼虫，幼体培育方法相同，养殖环境、方法相同，采用随机抽样，避免了系统误差，但测量结果显示，个体间的形态、重量性状有差异性。在统计各主要可量性状时发现如表1，加拿大群体和大连群体软体部和闭壳肌的重量性状变异系数相对较大，其中闭壳肌重的变异系数（14.35%和1373%）最大，其次是软体部重（分别为13.73%和11.01%），而山东群体则壳宽和闭壳肌重性状的变异系数较大（13.48%和11.92%）；而壳长、壳高、壳宽和体重的变异系数均相对较小。在董世瑞等[18]，刘小林等[7]的试验中，统计、分析所取样本各性状时，得出体重和软体重的变异系数也相对较大。其原因可能是在同期贝类的性腺肥满度不同，但因试验选择的样本容量较大，一定程度上使其影响得以消除；因闭壳肌需从软体部中剥离，在养殖环境和工艺相同且较大的样本容量时，闭壳肌重变异系数较大主要由不同个体间遗传背景差异较大的决定；因此，这种差异使定向选育闭壳肌较大的海湾扇贝具有探索空间；另外，在亲本采买过程中发现，在形态上，山东群体个体较加拿大群体和大连群体圆且厚，这与通径分析中（表3），仅有山东群体壳宽对闭壳肌重的通径系数显著（0.429）相吻合，但变异系数较大是否与该海区多年暂养其他群体而发生群间杂交有关，有待进一步研究。

    3.3育种目标性状的选择

    闭壳肌重量（贝柱重）是制定定向育种技术路线时主要的目标性状。然而，在育种生产实践中，闭壳肌重难以测量；如何选取既可提高闭壳肌重又简便易测的目标性状尤为重要。本试验表明，在测量的可量性状中，仅大连群体壳高与壳宽、闭壳肌重相关性未达到显著水平，其他均存在显著的正相关性（P<0.05）；在加拿大群体和山东群体各性状中，壳宽是对闭壳肌重的直接效应最大的可量性状，其次分别是软体部重和壳高；在大连群体中，软体部重则是对闭壳肌重直接效应最强的可量性状，次之是壳宽。通过逐步回归，明确了三个海湾扇贝群体决定闭壳肌重的重点性状。因此，为提高闭壳肌的单产，在海湾扇贝规模化育种时，对于加拿大群体优先考虑的性状应为壳长，其次是壳宽；对于山东群体应首先选择壳宽；而大连群体的重点性状为软体部重，但其在生产实践难以测量。由于在所有形态性状中壳宽既较易测量又对闭壳肌重的通径系数和总的决定系数最大；因此，在定向育种时，应选择壳宽可作为第一目标性，进而达到最佳的育种效果。

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    （收稿日期：2016-09-05）