不同地区毛蚶群体的形态差异的比较研究＊

宋菲菲，王其翔，刘 名，盖姗姗，刘洪军，唐学玺＊＊

（1.中国海洋大学海洋生命学院，山东 青岛266003；2.山东省海水养殖研究所，山东 青岛266002）

毛蚶（Scapharca subcrenata）是一种底栖的经济贝类，属于软体动物门（Phylum Mollusca）、双壳纲（Class Bivalvia）、蚶目（Order Arcoida）、蚶科（Family Arcidae）、毛蚶属（Genus Scapharca），俗称毛蛤、麻蚶、瓦楞子等，广泛分布于日本、朝鲜、中国沿岸。在中国北起鸭绿江，南至广西均有分布，以莱州湾、渤海湾、辽东湾、海州湾等地区资源尤为丰富。毛蚶不但其肉味鲜美，具有高蛋白、低脂肪、维生素含量高等特点，而且具有药用价值，深受消费者喜爱。近年来由于过度捕捞及环境污染加重等因素，导致毛蚶资源日益匮乏，已远远不能满足市场需求，价格不断攀升。因此，近几年毛蚶的增养殖技术研究已引起人们的高度重视［1］。

国内外围绕毛蚶所开展的研究工作多见于其形态特征、生活习性、生理及生殖特性等方面。竺俊全等［2］应用透射电镜技术对毛蚶与青蚶精子的超微结构进行了比较研究，进而研究了蚶科的进化关系；阎斌伦等［3］详细研究了毛蚶的性腺发育和生殖周期；王辉等［4］对南海毛蚶形态特征与体重进行了相关分析；杨玉香等［5－6］比较系统的研究了毛蚶幼贝生活习性和辽东湾毛蚶的繁殖特征；许星鸿等［7］对毛蚶消化系统形态学和组织化学等方面进行了详细研究；另外毛蚶的养殖技术和育苗等方面［8－10］研究也比较集中。而有关毛蚶不同地理群体间形态差异的分析研究，除陈蓉［11］等对中国5个海区的不同毛蚶群体进行了形态差异分析外鲜有报道。

本文利用多变量形态度量数量形态学研究方法对山东省4个地区：青岛红岛、威海乳山、东营河口、东营广饶，以及辽宁省葫芦岛和海南省三亚共6个不同地区的毛蚶群体的形态差异进行了比较研究，分析了毛蚶种内的形态差异特点，为毛蚶的地理群体识别、遗传特征研究、种质资源保护与恢复提供重要的依据。

1 材料和方法

1.1 毛蚶的采集

图1 毛蚶样品采集地点图Fig.1 Map depicting the sampling location of Scapharca subcrenata

2011年4～9月，采取6个地区的毛蚶自然群体。分别为：青岛红岛（HD）；威海乳山（RS）；东营河口（HK）；东营广饶（GR）；辽宁省葫芦岛（LN）；海南省三亚（SY）（见图1）。所有毛蚶冰块保鲜运回实验室后，各个群体随机取外壳没有损坏的个体60个，洗净后直接用于测量。

1.2 形态指标及测定

采用游标卡尺作为测量工具，精确到0.00mm，参考冯建彬等［12］、张永普等［13］方法，测量壳长（AB）、壳高（OC）、壳宽（GH）、楯面长（OE）、楯面宽（MN）、小月面长（OF）、前端到腹缘（BC）、后端到腹缘（AC）、韧带长（OD）、放射肋宽（RRW）、放射肋数（RR）、铰合齿数（HT）以及壳质量（W0）13个指标（见表1，图2）。其中前10个指标每个测3次然后取平均值；壳质量是去除内脏和壳外附着物，室温条件下风干以后用电子天平称重，精确到小数点后2位。

表1 毛蚶各测量性状描述Table 1 Definition of measured morphological characters in Scapharca subcrenata

图2 毛蚶形态学测量位点Fig.2 Landmark points of morphological measruement of Scapharca subcrenata

1.3 数据处理

采用聚类分析、判别分析和主成分分析3种多元分析方法对6个毛蚶群体的形态差异进行比较和分析。为消除毛蚶个体大小对形态特征的影响，先将每只毛蚶的所测参数除以自身的壳长得到校正值后再进行数据处理［14］。用SPSS 16.0统计软件进行数据分析。

1.3.1 聚类分析 对所有的形态学指标的平均值进行校正后进行聚类分析，所采用的聚类方法是欧氏距离的最短距离系统聚类法［14－15］。

1.3.2 判别分析 通过SPSS16.0，采用逐步判别方法进行判别分析。逐步判别公式参照Brezeski等［15］方法对所有的参数进行校正，其中F检验计算公式如下：

判别分析对所有样本进行逐个判别，判别准确率及综合判别率的计算公式如下：

判别准确率P1（%）＝判别正确的毛蚶数／实测毛蚶数×100

判别准确率P2（%）＝判别正确的毛蚶数／判别毛蚶数×100

式中：Ai为第i个群体判别正确的毛蚶数；Bi为第i个群体实际判别的毛蚶数；k为群体数。

1.3.3 主成分分析 通过SPSS16.0统计软件运算得出3个综合性的指标，即互相不关联的3个主成分。主成分贡献率和累计贡献率的计算参照Moralev［16］的方法。

2 结果

2.1 聚类分析

根据不同海区的6个毛蚶野生群体聚类分析的结果可以看出河口群体和广饶群体形态最为接近；海南群体的趋异程度最大，与其他5个群体的形态差异最大。红岛群体、乳山群体和辽宁群体的趋异程度居中（见图3）。

图3 6个毛蚶地理群体聚类分析图Fig.3 Diagram of chister analysis of six geographical populations of Scapharca subcrenata

2.2 判别分析

通过逐步判别分析，筛选出了8个性状的特征值建立了6个毛蚶野生群体的判别函数，为了除去个体大小对形态度量指标的影响，度量指标除以壳长作为判别的特征值，式中的壳高、壳宽、楯面长、楯面宽、后端到腹缘、放射肋宽、铰合齿数和壳质量均为除以壳长之后得到的校正值，其中 X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9分别表示 OC／AB、GH／AB、OE／AB、MN／AB、BC／AB、AC／AB、RRW／AB、HT／AB、W0／AB。表 2为判别函数的各项系数和常数项。6个群体的判别公式如下：

将不同地区的6个毛蚶群体的8个性状参数的校正值分别代入上述6个判别函数中，计算出函数值，被判个体归属于函数值最大的判别函数所对应的毛蚶群体。判别结果表明，不同群体之间的形态差异显著（P＜0.01）。从表3中可以看出利用判别函数回代的结果，判别准确率P1为82.76%～98.63%，判别准确率P2为80.00%～100%，6个群体的综合判别率为91.7%（见表3）。

表2 6个毛蚶地理群体形态判别函数各项系数及常数项Table 2 Coefficients and constants of discriminant functions for six geographical populations of Scapharca subcrenata

表3 6个毛蚶地理群体判别分析结果Table 3 Discriminant analysis result of six geographical populations of Scapharca subcrenata

2.3 主成分分析

采用SPSS16.0统计软件对校正获得的毛蚶形态学指标进行综合运算，获得3个互不关联的主成分，主成分分析结果见表4。3个互不关联的主成分的方差贡献率分别为：主成分1的贡献率为31.25%，主成分2的贡献率为24.46%，主成分3的贡献率为12.39%，累计贡献率为68.10%。3个主成分可解释不同群体之间的形态差异的68.10%。在第一个主成分中，壳质量校正值影响最大，其贡献率为92.0%，此外，放射肋数校正值、铰合齿数校正值以及楯面宽的校正值影响也较大，分别为85.2%、82.7%以及66.5%；在第二个主成分中，楯面长的校正值的影响最大，其贡献率为69.4%，其次为韧带长校正值和小月面长校正值的影响较大，分别为68.0%、64.7%；在第三个主成分中，前端到腹缘的校正值影响最大，其贡献率为56.3%。

表4 6个毛蚶地理群体3个主成分的贡献率及负荷率Table 4 Contributive proportion and loading of three principal components of six geographical population of Scapharca subcrenata

图4 6个毛蚶地理群体的主成分分布散点图Fig.4 Scattering diagram of six geopraphical populations of Scapharca subcrenata

前3个主成分的散点分布图（见图4）表明，6个群体在主成分1上分化并不明显；主成分2分布上，乳山群体与其他群体分化相对较大；在主成分3分布上，海南群体与乳山群体与其他群体分化较为明显。

3 讨论

聚类分析结果和判别分析结果一致，都表明河口群体和广饶群体形态最为接近；海南群体与其他5个群体的形态差异最大。红岛群体、乳山群体和辽宁群体的趋异程度居中。主成分结果表明，毛蚶群体间的变异主要来源于楯面长、放射肋数、铰合齿数、韧带长以及前段到腹缘的长度这几个主要性状。而海南群体与其他群体的差异可能主要来源于前端到腹缘长度这一变量。从表4可以看出主成分1与放射肋数，铰合齿数有较大的正相关，由于这2个因素与毛蚶的铰合齿有关，因此主成分1可以认为是毛蚶的铰合齿；主成分2与楯面长，韧带长，壳高有较大的正相关，主成分2可以认为是毛蚶的个体大小；主成分3与壳宽有较大的正相关，与前端到腹缘有较大的负相关，可能由于地区不同造成的。因为铰合齿的个数是由于毛蚶本身遗传物质决定的，所以主成分1的影响最大。这与陈蓉［8］等的研究结果相同。

根据研究结果，毛蚶群体变异程度可能与地理距离的存在一定相关关系。地理距离较远的群体间，形态变异程度较大。这可能是由于毛蚶栖埋特性造成的，在壳长达到1.2～1.5cm时，落入海底进行浅埋生活，约经2.0～2.5a长成成贝，在其生活史的大部分时期内栖息于潮间带或浅海海底［17］，个体迁移能力较弱，对环境的依赖性极强。群体间的基因交流很可能受限于地理距离的远近.因而栖息地环境的差异也可能对毛蚶的形态造成一定的影响。中国的海岸线较长，海域辽阔，不同海区的气候、水文特征、底质以及饵料的丰富程度都相差较大。南方气候较北方温暖，水温较高、光照时间较长；底质方面，渤海辽东湾为粒质较细的粉砂质土软泥，黄海西海岸为粘土质软泥，黄河口附近为粉砂质软泥；。盐度方面，河口海域由于入海河流带来大量冲淡水，盐度相对较低，但营养盐丰富，这是其他群体所处的海区所不具备的天然条件。另外，海口位于琼州海峡，海峡全部位于大陆架上，海底地形周高中低，为一东北—西南向狭长矩形盆地，中央水深80～100m，东、西两口地势平坦，水深较浅。海峡区海流较强，夏季西南季风盛行，海流自西向东流动，流速大，其他季节均由东向西流动，流速小。这些环境差异很可能影响到毛蚶的生长发育速度，从而反映为外形量度特征的差异，是否因此造成了毛蚶在形态上的趋异程度加大尚待进一步的研究。

红岛群体与广饶群体间隔较远，理论上应该与广饶群体间的基因交流频率较低，但是聚类结果却表明，红岛群体与广饶群体之间的差异性较小。一方面，可能由于二者栖息环境的相似，同黄河口类似的是，胶州湾有洋河、大沽河、李村河等8条主要的入海河流；另一方面，由于近年来山东沿海毛蚶的增殖放流发展迅速，各个海区间存在着大量的水产品引种和增养放流等活动，可能由于养殖品种向自然环境的释放增加了群体间基因交流的概率，红岛群体的亲种有可能来源与其他地区。同时也说明了仅仅用形态参数进行聚类分析得到的结果存在这误差，需要结合分子遗传学的研究才可能更真实地反映群体间的遗传关系。

近年来，随着人工育苗技术和规范化的人工养殖业的迅速发展，海洋经济贝类的养殖已成为海洋资源开发中占主导地位的产业。生物学家开始加大了对双壳贝类遗传育种及濒危物种保护等方面的研究，贝类分类或种群的鉴定是这些研究的基础。双壳贝类的生长期主要包括幼虫期、稚贝期和成贝期，生长指标大致包括重量指标和长度指标，因为较难测量其幼虫阶段重量指标，故而重量指标相对较少使用。传统方法上对贝类的分类鉴定主要是通过其形态描述，如测定壳长、壳宽、壳高等以及一些如贝壳颜色、形状、纹理等属性特征进行简单的分类，但是却无法鉴别一些形态相似的种类。

形态差异上的比较为毛蚶种群的鉴别，种质资源的保护，以及研究群体间形态特征变异与环境间关系提供了基础数据，然而，由于形态特征的局限，形态的变异并不一定真实反映遗传上的变异，因而非常有必要开展后续遗传学上的研究。

［1］ 陈建华，阎斌伦，高焕.毛蚶生物学特性及其研究进展 ［J］.河北渔业，2006，9：24－25，49.

［2］ 竺俊全，杨万喜.毛蚶与青蚶精子超微结构及其所反映的蚶科进化关系 ［J］.动物学研究，2004，25（1）：57－62.

［3］ 阎斌伦，许星鸿，郑声家，等.毛蚶的性腺发育和生殖周期 ［J］.海洋湖沼通报，2005，4：92－98.

［4］ 王辉，刘志刚，符世伟.南海毛蚶形态特征对体重的相关分析 ［J］.热带海洋学报，2007，26（6）：58－61.

［5］ 杨玉香，余晓婷，郑国富，等.毛蚶幼贝生活习性研究 ［J］.水产科学，2004，23（12）：18－20.

［6］ 杨玉香，梁维波，郑国富.辽东湾毛蚶繁殖季节研究 ［J］.水产科学，2003，22（3）：17－19.

［7］ 许星鸿，阎斌伦，郑家声，等.毛蚶消化系统形态学组织学与组织化学的研究 ［J］.海洋湖沼通报，2005，3：23－30.

［8］ 刘洪文，郭增祥，孙庆田.浅海毛蚶养殖试验 ［J］.河北渔业，2004，3：25－26.

［9］ 刘爱英，马云聪，赵光环，等.毛蚶人工育苗技术 ［J］.海洋湖沼通报，2005，1：86－90.

［10］ 牟均素，唐晓利，衣维国，等.毛蚶生产性育苗试验 ［J］.中国水产，2005，6：62－64.

［11］ 陈蓉，刘建勇，唐连俊，等.中国5个海区不同群体毛蚶形态差异分析 ［J］.海洋科学，2009，33（7）：64－69.

［12］ 冯建彬，李家乐，王美珍，等.我国四海区不同群体文蛤形态差异与判别分析 ［J］.浙江海洋学院学报，2005，24（4）：318－323.

［13］ 张永普，林志华，应雪萍.不同地理种群泥蚶的形态差异与判别分析 ［J］.水产学报，2004，28（3）：339－342.

［14］ 钱荣华，李家乐，董志国，等.中国五大湖三角帆蚌形态差异分析 ［J］.海洋与湖沼，2003，33（4）：436－443.

［15］ Brzeski V J，Doyle R W.A morphometric criterion for sex discrimination intilapia.The Second International Symposiumon tilapia in Aquaculture：ICLARM Conference Proceeding［C］.Manila，Philippines：Department of Fisheries，Bangkok，Thailand and International Center of Living Aquatic Resources Management，1988：439－444.

［16］ Moralev S N.Cholinesterase active center statistical analysis of structure variability ［J］.Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology，2001，37（1）：25－34.

［17］ 陈建华，阎斌伦，高焕.毛蚶生物学特征及其研究进展 ［J］.河北渔业，2006，9：24－25.