蛤仔南北方养殖群体杂交子代早期生长发育的研究

高鑫，闫喜武，张辉，张国范

(1.大连海洋大学 辽宁省贝类良种繁育工程技术研究中心，辽宁 大连116023;2.中国科学院 海洋研究所，山东 青岛266071)

蛤仔Ruditapes philippinarum在中国的分布范围南起香港、广东(海门、汕尾、雷东、洲岛)，北至河北(北戴河)、辽宁(庄河、长兴岛、海洋岛)等地。目前，中国蛤仔年产量为320 万t 左右，约占海水养殖产量的20%，约占贝类产量的30%，占世界蛤仔总产量的90%以上。缺少高产抗逆品种成为蛤仔养殖业发展的“瓶颈”。为了改变这种状况以实现蛤仔产业的可持续性发展，开展蛤仔系统的育种工作研究是非常必要的。目前，蛤仔高产抗逆品种培育方面的遗传育种工作已取得一定的进展［1-3］。

杂交作为生物育种的重要方法之一，已在水产生物的品种改良中发挥着重大作用［4］。由于杂种优势的存在，杂交有可能迅速和显著地提高水产生物的产量或生活力［5］。有关贝类的杂交育种研究，国内外已有许多报道。大多数种间杂交由于授精时配子间不亲和以及胚胎发育障碍等问题，未能得到生产应用或只能作为育种的中间材料。然而，贝类亚种间、不同地理群体间的杂交在长牡蛎［6］、海湾扇贝［7-8］、栉孔扇贝［9］、贻贝［10］、马氏珠母贝［11］、杂色鲍［12］等贝类上已取得了可喜的进展，大多都能获得正的杂种优势。张跃环等［2，13］对不同地理群体菲律宾蛤仔的生长发育进行了比较，闫喜武等［1］对蛤仔不同壳色品系间的双列杂交进行了研究，丁鉴峰等［14］对不同壳色品系蛤仔的免疫机能进行了比较。但有关蛤仔不同地理群体间杂交方面的研究目前尚未见报道。为此，作者研究了蛤仔南北方地理群体间的杂交效应，旨在为蛤仔的杂交育种以及杂种优势在生产中的利用提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 亲贝来源

蛤仔亲贝来自于南北方两个不同地理群体，北方大连养殖群体是用北方野生个体经人工繁殖培育的3 龄蛤仔;南方莆田养殖群体是用南方野生个体经人工繁殖培育的3 龄蛤仔。于2010年6月，在庄河海洋贝类养殖场室外生态池进行亲贝促熟。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 于2010年10月选取性腺成熟的蛤仔北方群体(N)与南方群体(S)各500枚进行双列杂交。采用阴干流水刺激法对亲贝进行催产，分别收集4 组亲本N♀、N♂、S♀、S♂各30个个体的精子或卵子，将收集好的精、卵分别进行人工授精，采用双列杂交法建立自交组和杂交组，即杂交组为N♀×S♂和S♀×N♂，自交组为N♀×N♂和S♀×S♂，得到4 个试验组的F1代，每组设3 个重复。

1.2.2 子代培育 按照闫喜武等［15-16］培养其他滩涂贝类的方法，在50 L 塑料桶中培育子代幼虫和稚贝。以等鞭金藻Isochrysis galbana和小球藻Chlorella vulgaris 为主要饵料，连续充气，每两天全量换水一次。幼虫培育密度为8 ～10 个/mL，稚贝培育密度为2 ～4 个/mL。60 d 后将稚贝收集到60 目网袋中在室内水泥池中吊养。

1.2.3 指标测定 幼虫和壳长小于3.0 mm 的稚贝，使用显微镜目微尺测量大小;壳长大于3.0 mm 的稚贝，使用游标卡尺测量大小。每次测量设3 个重复，每个重复随机测量30 个个体。幼虫存活率为单位体积存活的幼虫数占最初孵化出D 形幼虫数的百分比;稚贝存活率为不同日龄存活稚贝的数量占变态稚贝数量的百分比。

1.2.4 杂种优势的计算 按照Cruz等［17］的方法，杂种优势的计算公式为

式中:H表示双亲杂种优势;HNS、HSN表示双列杂交中正、反交组的单亲杂种优势;NN、NS、SN、SS 分别表示4 个试验组的F1在同一日龄时的表型值(生长、存活)。

1.3 数据处理

试验数据用平均值± 标准差表示，用SPSS 17.0 进行单因素方差分析，用Duncan 法进行多重比较。差异显著性水平设为0.05。

2 结果与分析

2.1 幼虫的生长、存活及杂种优势

2.1.1 生长和杂种优势 NN、NS、SN、SS 组幼虫在3、6、9日龄的平均壳长、生长速度和杂种优势见表1。从表1可见:3日龄时，NN 组和SN 组幼虫的平均壳长明显大于NS 组和SS 组(P＜0.05);6日龄时，4 个试验组间幼虫的平均壳长均有显著性差异(P＜0.05)，大小顺序为SN ＞NN＞SS ＞NS;9日龄时，SN 组和SS 组幼虫的平均壳长最大，且两组间无显著性差异(P ＞0.05)，但均与NN 组有显著性差异(P＜0.05)，与NS 组无显著性差异(P ＞0.05)。从生长速度上看，NS 组幼虫具有生长优势，其壳长生长杂种优势平均值为11.23%;与此相反，SN 组表现出生长劣势，其壳长生长杂种优势平均值为-6.05%;总体上，杂交组较自交组(2.12%)具有生长优势。

表1 试验组各日龄幼虫的平均壳长和杂种优势Tab.1 The average shell length and growth heterosis in various day old larvae for each experimental group

2.1.2 存活率和杂种优势 NN、NS、SN、SS 组幼虫在3、6、9日龄的平均存活率及存活优势见表2。从表2可见:3日龄时，SN 组幼虫的存活率最低(51.66%)，明显小于NN 组和NS 组(P＜0.05)，NN 组幼虫的存活率最高(71.33%)，明显大于SN 组和SS 组(P＜0.05);6日龄时，4 个试验组幼虫的存活率均有显著性差异(P＜0.05)，且从大到小依次为NN ＞NS ＞SS ＞SN;9日龄时，NN 组和NS 组幼虫的存活率明显大于SN 组和SS组(P＜0.05)，SS 组幼虫的存活率明显大于SN组(P＜0.05)。从存活优势上看，9日龄时NS、SN 组未表现出杂种存活优势。但总体而言，NN 组和NS 组幼虫的存活率大于SN 组和SS 组。

表2 各试验组幼虫的存活率和杂种优势Tab.2 Larval survival rate and survival heterosis for each experimental group

在幼虫阶段，NS 组和SN 组的生长和存活优势表现出明显的正负不对称性。

2.2 稚贝的生长、存活及杂种优势

2.2.1 生长和杂种优势 各试验组稚贝的平均壳长、生长速度以及杂种优势见表3。从表3可见:30日龄时，NN 组和NS 组稚贝的平均壳长大于SN 组和SS 组(P＜0.05);60日龄时，4 个组稚贝的平均壳长均有显著性差异(P＜0.05)，从大到小依次为NN ＞NS ＞SN ＞SS;90日龄时，NS 组稚贝的平均壳长明显大于其他3 组(P＜0.05)，SN 组稚贝的壳长明显大于NN 组和SS 组(P＜0.05)，NN 组和SS 组无显著性差异(P ＞0.05)。从生长速度上看，NS 组和SN 组均表现出生长优势，其壳长生长杂种优势平均值分别为24.89%、15.12%，自交组壳长生长杂种优势平均值为19.93%。

2.2.2 存活率和杂种优势 各试验组稚贝的存活率及存活优势见表4。从表4可见:30日龄时，NN 组和NS 组稚贝存活率明显高于SN 组和SS 组(P＜0.05);60、90日龄时，NS 组稚贝存活率均明显高于其他3 组(P＜0.05)，NN 组稚贝存活率也明显高于SN 组和SS 组(P＜0.05)，而SN 组和SS 组无显著性差异(P ＞0.05)。从存活优势上看，90日龄时NS 组稚贝表现出单亲存活优势，其杂种优势平均值为5.72%，SN 组也表现出微弱的单亲存活优势，其杂种优势平均值为0.24%。总体来看，杂交组较自交组(3.04%)具有存活优势。

在稚贝阶段，NS 组和SN 组的生长速度和存活率虽然较NN 组和SS 组具有杂种优势，但杂种优势平均值的大小表现出明显的不对称性。

表3 各试验组稚贝的平均壳长和杂种优势Tab.3 The average shell length and growth heterosis in the juvenile Manila clam for each experimental group

表4 各试验组稚贝的存活率和杂种优势Tab.4 The survival rate and survival heterosis in juvenile clam for each experimental group

3 讨论

杂交是动植物育种的重要方法之一。贝类杂交育种研究在长牡蛎［6］、皱纹盘鲍［18］和栉孔扇贝［19］中开展得较多。相比之下，有关蛤仔杂交的研究较少，起步也较晚，且主要集中在蛤仔不同壳色品系和不同壳型的杂交上，尚未见关于不同地理群体间杂交的报道。蛤仔是世界性分布的双壳贝类，由于长期的地理隔离，造成基因型的分化，形成了不同的地理群体。闫喜武等［20］对蛤仔莆田群体与大连群体的生物学进行了比较，发现两个蛤仔群体在壳型、生物学零度、繁殖期、产卵量、卵径、D 型幼虫大小、变态时间、生长速度等方面均存在明显差异。本研究结果显示:无论是在幼虫期、稚贝期还是在养成阶段，S 群体自交组壳长均小于N 群体自交组，造成这种差异的根本原因是两群体在遗传上的差异;正交组NS 的生长性状在幼虫期和稚贝期获得显著杂种优势，反交组SN 的生长性状在稚贝期获得显著生长优势。本研究中，自交组和杂交组的受精率都很高，在胚胎发育时间上也基本一致，证明了蛤仔南北方群体杂交并不存在授精时配子间不亲和以及胚胎发育障碍等问题。

按照性状表现类型，杂种优势表现为存活优势与生长优势;按照亲本类型，杂种优势表现为双亲杂种优势与单亲杂种优势。本研究结果与郑怀平等［7］对海湾扇贝和闫喜武等［21］对蛤仔的同类研究结果相似。杂种优势具有明显的正负不对称性或大小不对称性，这种不对称现象在杂交育种中是广泛存在的。本试验中，正交组合NS 获得的杂种优势比反交组合SN 大(稚贝期尤为明显)，笔者认为，出现这种现象的原因可能是多方面的。首先，有研究表明，贝类群体杂合度与其生长和适合度呈正相关［22］。本试验中，蛤仔N 群体来自于大连石河镇，由于经过很多代群体内自繁，基因多样性较差，与S 群体相比，N 群体的杂合度低，杂交使其杂合度得到了更大的提高，因此，N 群体获得了更好的杂交改良效果。其次，由于本试验在北方进行，试验水温比南方同期海水温度低，与S 群体相比，N 群体更为适应较低的水温条件。这可能是造成正交组合NS 比反交组合SN 生长速度快的原因之一。

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