3种野生珍珠贝表型性状比较及通径分析

邓正华，陈明强 ，李有宁 ，赵 旺，郑 兴 ，刘 芊 ，王继金 ，王 雨

（1. 中国水产科学研究院南海水产研究所/农业农村部南海渔业资源开发利用重点实验室, 广东 广州 510300；2.海南大学海洋学院, 海南 海口 570228；3.江西财经大学财税与公共管理学院, 江西 南昌 330013；4.北海金不换水产有限公司, 广西 北海 536007）

【研究意义】选育具有优良生产性能的新品种或者开发新物种是振兴珍珠产业的一种有效途径。【前人研究进展】合浦珠母贝（Pinctada fucata）、黑珠母贝（Pinctada nigra）和射肋珠母贝（Pinctada radiata）3种珍珠贝同属于珍珠贝目（Pterioida）珍珠贝科（Pteriidae），主要分布于热带和亚热带海区的岩石和珊瑚礁上［1］。3种珍珠贝同为小型珍珠贝，成贝个体间大小相近，形态相似，有着共同的地理分布和生理特征。然而，合浦珠母贝作为四大主养的海洋珍珠贝类之一，与大珠母贝（Pinctada maxima）［2］、珠母贝（Pinctada margaritifera）［3］及企鹅珍珠贝（Pteria penguin）［4］已在世界范围内被广泛进行人工增养殖。自20世纪70年代我国成功突破合浦珠母贝人工繁育以来，该贝已成为重要的水产养殖品种，由合浦珠母贝培育的珍珠占海水珍珠养殖量的95%以上，因此合浦珠母贝的珍珠养殖也曾一度成为部分沿海地区支柱性产业之一［5］。然而，同属于小型珍珠贝的黑珠母贝和射肋珠母贝，与合浦珠母贝的境遇却大不相同，除自然海区有一定分布外，并未得到其他开发和利用。有关黑珠母贝和射肋珠母贝的研究报道也相应较少，仅表现为初步尝试插核育珠实验［6-7］。而对合浦珠母贝的利用和研究则较为透彻，涉及到遗传育种［8-13］、苗种繁育［14］、摄食生理［15］、免疫学［16］及分子生物学［17-19］等各方面。但近些年来，由于合浦珠母贝长期不当的人工近亲繁殖，导致养殖性状退化，加上自然海区污染，使养殖过程中出现的生长缓慢、死亡率高和珍珠优珠率低等现象已严重制约着其产业的发展［20］。生物体的表型性状受基因型、环境以及基因型与环境互作的影响，而在实际的养殖生产中，又多以重量作为生物体的指标来衡量其生产性能［21］。对于合浦珠母贝、黑珠母贝和射肋珠母贝，其湿重、软体重和壳重是衡量其生产性能的重要经济性状。然而，相比经济性状，其形态性状则较为直观，更容易测量。因此发挥形态性状直观可辨的优势，研究其对经济性状的决定和影响程度，并以形态性状作为选育参数，筛选具有优良生产性能的群体，对指导选育工作具有重要意义［22-24］。【本研究切入点】本试验以捕捞的野生合浦珠母贝、黑珠母贝和射肋珠母贝为研究对象，比较3种野生珍珠贝的表型性状，并将其形态性状对经济性状进行多元回归分析。通过相关分析和通径分析，获取影响经济性状的主要形态性状，从而建立有效的回归方程。【拟解决的关键问题】分析其对经济性状的直接作用和间接作用，及其单独或共同对经济性状的决定系数，为珍珠贝新品种的开发及亲贝的挑选工作提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

3种野生珍珠贝（合浦珠母贝、黑珠母贝和射肋珠母贝）均为2018年5月采集于海南省三亚市西岛附近海域，从总数量超过5 000只的3种野生珍珠贝中挑选体型端正、规格较大的100只个体。

1.2 试验方法

对上述采集的3种野生珍珠贝清除其表面附着物并刷洗干净，用精确度为0.01 mm的数显卡尺测量其壳长（x1，mm）、壳高（x2，mm）、壳宽（x3，mm）和绞合线长（x4，mm），用精确度为0.01 g的电子称测量其湿重（y1，g）、软体重（y2，g）及壳重（y3，g）。3种野生珍珠贝如图1所示，各表型性状的测量方法参考邓正华等［25］。

图1 3种野生珍珠贝Fig.1 Three species of wild pearl oysters

1.3 数据整理与分析

测量数据用Excel 2016进行处理，获得各性状表型参数统计量。数据采用SPSS 21统计软件进行单因素方差分析（One-Way ANOVA），LSD法多重比较相同性状不同种类间的差异显著性（P＜ 0.05）。分析各性状间的表型相关性，形态性状对经济性状的通径分析及决定系数，剖析各形态性状对经济性状的直接作用和间接作用。剔除偏回归系数不显著的形态性状，利用多元回归分析建立偏回归系数显著的形态性状与经济性状之间的多元回归方程，并进行显著性检验。相关计算公式如下：

含肉率（%）=软体重（g）/湿重（g）×100

决定系数di：di=pi2，式中，pi为形态性状对经济性状的通径系数。

多参数共同决定系数dij：dij=2rij pipj，式中，rij为两个形态性状间的相关系数，pi、pj分别为单一参数对经济性状的通径系数。

经济性状与各形态性状间的线性回归方程：y=b0+b1x1+b2x2+ ...bixi，式中，b0为常数，b1、b2、...bi为对应的偏回归系数。

2 结果与分析

2.1 3种野生珍珠贝表型性状统计及比较

从3种野生珍珠贝的表型性状统计及比较结果（表1）可见，合浦珠母贝的壳长、壳高、壳宽、绞合线长、湿重、软体重、壳重及含肉率的均值（± SD）均显著大于其他两种珍珠贝；而射肋珠母贝的壳高、壳宽、绞合线长以及含肉率又显著大于黑珠母贝。3种珍珠贝间各表型性状的极大值（Max）与均值的比较结果相一致，合浦珠母贝的各表型性状均大于其他两种珍珠贝，而射肋珠母贝除绞合线长和壳重的极大值略小于黑珠母贝，其他的表型性状都略大于黑珠母贝。对于变异系数（CV），合浦珠母贝与射肋珠母贝的经济性状均大于其他形态性状；而黑珠母贝的各表型性状变异系数中经济性状大于除壳宽以外的形态性状。在3种野生珍珠贝中，其经济性状的变异系数大小顺序均为软体重＞壳重＞湿重。

表1 3种野生珍珠贝的表型性状统计及比较Table 1 Statistics and comparison of phenotypic traits among three species of wild pearl oysters

2.2 3种野生珍珠贝各表型性状间的相关性分析

3种野生珍珠贝各表型性状间的相关系数及相关显著性结果见表2，其中除射肋珠母贝的壳高与壳宽间的相关性不显著外，其他性状间均表现为极显著水平。在相关系数中，3种野生珍珠贝的经济性状间的相关系数较大，其中湿重与壳重间的相关系数最大，均大于0.96；其次是湿重与软体重间的相关系数，均大于0.83。在3种珍珠贝中与经济性状相关系数最大的形态性状有所不同。其中，对于合浦珠母贝，与湿重和软体重相关系数最大的形态性状是壳宽，与壳重最大的是壳高。对于黑珠母贝，与湿重和壳重相关系数最大的形态性状是壳高，与软体重最大的是壳长。对于射肋珠母贝，与湿重和壳重相关系数最大的形态性状是壳长，与软体重最大的是绞合线长。单一形态性状与经济性状间的相关系数表示该性状对经济性状的总影响，其中除该性状的直接影响外，还包括其他性状间的影响，因此仅通过相关系数不能确定变量间的重要性，还需对相关系数作进一步分析。

表2 3种野生珍珠贝表型性状的相关系数Table 2 Correlation coefficients of the phenotypic traits of three species of wild pearl oysters

2.3 3种野生珍珠贝形态性状对经济性状的通径分析

根据形态性状与经济性状间的相关系数，使用通径分析理论分解性状间的相关系数，并采用逐步回归的方法得出壳长、壳高、壳宽和绞合线长对经济性状的直接通径系数和其他性状间的间接作用之和。在相关系数中扣除其他形态性状与经济性状的直接作用，得到其他性状中每一个形态性状对经济性状的间接作用。

2.3.1 形态性状对湿重的通径分析 3种珍珠贝形态性状对湿重的通径分析结果（表3）表明：（1）对合浦珠母贝，被保留下来的形态性状有壳高、壳宽和绞合线长，其中对湿重直接影响最大的是壳宽（0.362），壳高通过壳宽对湿重的间接影响最大（0.177）；（2）对于黑珠母贝，被保留下来的形态性状为壳高和绞合线长，其中对湿重直接影响最大的形态性状为壳高（0.517），绞合线长通过壳高对湿重的间接影响最大（0.213）；（3）对于射肋珠母贝，所有形态性状均被保留下来，其中直接影响湿重最大的形态性状为壳长（0.337），壳高通过壳长对湿重的间接影响最大（0.230）。

表3 3种野生珍珠贝各形态性状对湿重的通径分析Table 3 The path analysis on the morphometric traits to the wet weight of three species of wild pearl oysters

注：“**”表示极显著相关（P＜ 0.01）；“*”表示显著相关（P＜ 0.05）。以第一行为例，∑代表壳长通过壳高、壳宽和绞合线长对湿重的间接作用之和，如此类推。

Notes: “**” means extremely significant correlation（P＜ 0.01）; “*” means significant correlation（P＜ 0.05）. Take the first row as an example, ∑ represents the indirect effects of the shell length on the wet weight through the shell height, shell width and hinge length constant, which are the same below.

2.3.2 形态性状对软体重的通径分析 3种野生珍珠贝的形态性状对软体重的通径分析结果（表4）表明：（1）对于合浦珠母贝，被保留下来的形态性状有壳宽和绞合线长，其中直接影响软体重最大的形态性状是壳宽（0.379），绞合线长通过壳宽对软体重的间接影响最大（0.176）；（2）对于黑珠母贝，被保留下来的形态性状为壳高和绞合线长，其中直接影响软体重最大的形态性状为壳高（0.388），绞合线长通过壳高对软体重的间接影响最大（0.160）；（3）对于射肋珠母贝，被保留下来的形态性状为壳长、壳宽和绞合线长，其中直接影响软体重最大的形态性状为壳宽（0.340），绞合线长通过壳宽对软体重的间接影响最大（0.154）。

表4 3种野生珍珠贝各形态性状对软体重的通径分析Table 4 The path analysis on the morphometric traits to the tissue weight of three species of wild pearl oysters

2.3.3 形态性状对壳重的通径分析 3种野生珍珠贝的形态性状对壳重的通径分析结果（表5）表明：（1）对于合浦珠母贝，被保留下来的形态性状有壳高、壳宽和绞合线长，其中对壳重直接影响最大的形态性状为壳高（0.373），绞合线长通过壳高对壳重的间接影响最大（0.211）；（2）对于黑珠母贝，被保留下来的形态性状为壳长和壳高，其中对壳重直接影响最大的形态形状为壳高（0.430），壳长通过壳高（0.295）对壳重的间接影响最大；（3）对于射肋珠母贝，所有形态性状均被保留下来，其中对壳重直接影响最大的形态性状为壳高（0.355），壳长通过壳高对壳重的间接影响最大（0.242）。

表5 3种野生珍珠贝各形态性状对壳重的通径分析Table 5 The path analysis on the morphometric traits to the shell weight of three species of wild pearl oysters

2.4 3种野生珍珠贝形态性状对经济性状的决定程度

根据公式计算形态性状对经济性状的决定系数。表6～表8对角线上的数据是单一形态性状的决定系数，对角线以上的数据是一个性状通过其他性状间接决定经济性状的系数。

2.4.1 形态性状对湿重的决定程度 3种野生珍珠贝各形态性状对湿重的决定系数（表6）表明：（1）对于合浦珠母贝，单一性状决定系数最大的是壳宽（0.131），壳高通过壳宽的间接决定系数最大（0.108）；（2）对于黑珠母贝，单一性状决定系数最大的是壳高（0.267），壳高通过绞合线长的间接决定系数最大（0.123）；（3）对于射肋珠母贝，单一性状决定系数最大的是壳长（0.114），壳长通过壳高的间接决定系数最大（0.133）。

表6 3种野生珍珠贝各形态性状对湿重的决定系数Table 6 The determinant coefficients of morphometric traits to the wet weight of three species of wild pearl oysters

2.4.2 形态性状对软体重的决定程度 3种野生珍珠贝各形态性状对软体重的决定系数（表7）表明：（1）对于合浦珠珠母贝，单一性状对软体重决定系数最大的形态性状为壳宽（0.144），壳宽通过绞合线长的间接决定系数最大（0.107）；（2）对于黑珠母贝，单一性状对软体重决定系数最大的形态性状为壳高（0.151），壳高通过绞合线长的间接决定系数最大（0.122）；（3）对于射肋珠母贝，单一性状对软体重决定系数最大的形态性状为壳宽（0.116），壳宽通过绞合线长的间接决定系数最大（0.084）。

表7 3种野生珍珠贝各形态性状对软体重的决定系数Table 7 The determinant coefficients of morphometric traits to the tissue weight of three species of wild pearl oysters

表8 3种野生珍珠贝各形态性状对壳重的决定系数Table 8 The determinant coefficients of morphometric traits to the shell weight of three species of wild pearl oysters

2.4.3 形态性状对壳重的决定程度 3种野生珍珠贝各形态性状对软体重的决定系数（表8）表明：（1）对于合浦珠珠母贝，单一形态性状对壳重决定系数最大的形态性状为壳高（0.139），壳高通过壳的间接决定系数最大（0.120）；（2）对于黑珠母贝，单一形态性状对壳重决定系数最大的是壳高（0.185），壳长通过壳高的间接决定系数最大（0.165）；（3）对于射肋珠母贝，单一形态性状对壳重决定系数最大的是壳高（0.126），壳长通过壳高的间接决定系数最大（0.159）。

2.5 3种野生珍珠贝形态性状对经济性状的回归方程

2.5.1 形态性状对湿重的回归分析 3种野生珍珠贝被保留下来的形态性状对湿重的偏回归系数统计结果见表9。结果表明，各形态性状对湿重均产生极显著影响，说明保留的形态性状与湿重之间有极显著的线性关系。对3种野生珍珠贝建立以形态性状为自变量、湿重为因变量的回归方程：

表9 3种野生珍珠贝形态性状对湿重的偏回归系数和回归常数的显著性检验Table 9 Significance test of the partial regression coefficients and constants of morphometric traits to the wet weight of three species of wild pearl oysters

2.5.2 形态性状对软体重的回归分析 3种野生珍珠贝被保留下来的形态性状对软体重的偏回归系数统计结果见表10。结果表明，各形态性状对软体重均产生极显著的影响，说明保留的形态性状与软体重之间有极显著的线性关系。对3种野生珍珠贝建立以形态性状为自变量、软体重为因变量的回归方程：

表10 3种野生珍珠贝形态性状对软体重的偏回归系数和回归常数的显著性检验Table 10 Significance test of the partial regression coefficients and constants of morphometric traits to the tissue weight of three species of wild pearl oysters

2.5.3 形态性状对壳重的回归分析 3种野生珍珠贝被保留下来的形态性状对壳重的偏回归系数统计结果见表11。结果表明，除合浦珠母贝的绞合线长对壳重产生显著影响外，其他各形态性状对壳重均产生极显著的影响，说明保留的形态性状与壳重之间有显著的线性关系。对3种野生珍珠贝建立以形态性状为自变量、壳重为因变量的回归方程：

表11 3种野生珍珠贝形态性状对壳重的偏回归系数和回归常数的显著性检验Table 11 Significance test of the partial regression coefficientsand constants of morphometric traits to the shell weight of three species of wild pearl oysters

多元线性回归的方差分析结果表明，3种野生珍珠贝的形态性状与经济性状之间的回归均达到极显著水平。其中3种野生珍珠贝的形态性状与湿重间的方差分析结果为，合浦珠母贝：F=40.670 ＞F0.01（3，96）；黑珠母贝：F= 43.837 ＞F0.01（2，97）；射肋珠母贝：F= 69.920 ＞F0.01（4，95）。3种野生珍珠贝的形态性状与软体重间的方差分析结果为，合浦珠母贝：F= 25.186 ＞F0.01（2，97）；黑珠母贝：F= 34.904 ＞F0.01（2，97）；射肋珠母贝：F= 32.086 ＞F0.01（3，96）。3 种野生珍珠贝的形态性状与壳重间的方差分析结果为，合浦珠母贝：F= 40.520 ＞F0.01（3，96）；黑珠母贝F= 36.312 ＞F0.01（2，97）；射肋珠母贝：F=77.354 ＞F0.01（4，95）。以上方差分析结果均符合P＜ 0.01，方差分析结果存在极显著差异。

3 讨论

3种野生珍珠贝中，合浦珠母贝各表型性状的均值和极大值都大于黑珠母贝和射肋珠母贝；而射肋珠母贝的壳高、壳宽、绞合线长及含肉率显著大于黑珠母贝。正是由于合浦珠母贝相较于黑珠母贝和射肋珠母贝所具有的优良生产性状，从而能够在世界范围内被广泛接受并进行大规模人工养殖的重要原因之一。生物体的表型性状是受基因型、环境以及基因型与环境共同作用的影响［21］，本研究中，3种野生珍珠贝同处于共同的环境之下，因此可以排除环境因素影响对其表型性状分析所造成的差异，三者的表型性状差异可以认为是由自身基因型所决定的。喻达辉等［26］曾对珠母贝属的合浦珠母贝、黑珠母贝、射肋珠母贝、大珠母贝、珠母贝、企鹅珍珠贝等其他珍珠贝类进行遗传距离的分析，发现相比于其他珍珠贝，合浦珠母贝、黑珠母贝以及射肋珠母贝三者被分为一支，其遗传距离最小，证明三者的亲缘关系较近。 从表型性状分析，3种野生珍珠贝经济性状的变异系数基本都大于其形态性状，结果与栉孔扇贝（Chlamys farreri）［21］、文蛤（Meretrix meretrix）［23］、长肋日月贝（Amusium pleuronects）［25］、香港巨牡蛎（Crassostrea hongkongensis）［27］等相同，而在湿重、软体重及壳重间，三者又以软体重的变异系数最大。王雨等［28］认为，成熟的贝类一般四季都可以繁殖，排卵（精）受潮水周期、气候变化以及个体生理状况差异的影响，因此软体重变异系数较大。壳宽是珍珠贝插核育珠过程中一个极其重要的形态性状，3种珍珠贝中以黑珠母贝的壳宽均值最小，然而其变异系数是最大的，因此黑珠母贝在以壳宽为选育目标时还有着巨大的提高潜力。

相关系数是变量间相互关系的综合体现，3种野生珍珠贝中，除射肋珍珠贝的壳高与壳宽没有显著相关外，其他种类的表型性状间均表现出极显著的相关水平，这也表明射肋珠母贝同种类个体间的体型差异较大。本研究中，3种野生珍珠贝的形态性状与经济性状间的关系均达到极显著水平，但并不能因此而说明所有的形态性状是影响其经济性状的主要因素，因此有必要通过通径分析，从而找到实际影响其湿重、软体重及壳重的主要形态性状。在该研究中，经逐步回归剔除法，只有相关系数水平达到显著水平才被保留下来，对于3种珍珠贝中与经济性状间被保留的形态性状在种间有所差异。形态性状对湿重的通径分析中，对于合浦珠母贝，被保留的形态性状为壳高、壳宽和绞合线长，直接影响最大的是壳宽。对于黑珠母贝，被保留的形态性状为壳高和绞合线长，直接影响作用最大的是壳高。而对于射肋珠母贝，所有形态性状均被保留下来，直接影响作用最大的是壳长。可见，不同种类的珍珠贝影响其湿重作用最大的形态性状有所不同，3种野生珍珠贝中，不同种类的珍珠贝影响其软体重和壳重的作用最大的形态性状也不尽相同。不仅在不同种类生物间表现出有此差异，在同种类生物的野生群体与养殖群体间［20］、不同生长阶段［21-22］、不同壳色间［23］、不同地理群体间［24-25］及雌雄个体间［27］都存在着一定差异。在相关分析的基础上进行通径分析时，只有当复相关系数或各自变量对因变量的单独决定系数及两两共同决定系数的R2≥0.850时，才表明影响因变量的主要变量已经找到。本研究中，3种野生珍珠贝被保留下来的形态性状与湿重、软体重和壳重的复相关系数均小于0.85。因此，说明影响3种野生珍珠贝湿重、软体重和壳重的形态性状除了被保留的性状外还存在其他性状。

4 结论

综上，对于3种野生珍珠贝，合浦珠母贝各表型性状均大于其他两种珍珠贝。3种珍珠贝间影响其湿重最大的形态性状有所不同，影响其软体重最大的形态性状在合浦珠母贝与射肋珠母贝间相同但与黑珠母贝不同，影响其壳重最大的形态性状在三者间均相同。因此，在对特定物种、特定种群进行人工选育时，应根据具体被选择的对象来进行特定的分析，以此来确定最佳的测量指标。