不同地理群体少鳞鱚形态差异比较研究

朱岚倩，林彦均，杨天燕，袁冬皓，郑德育，郑 瑶，高天翔

（浙江海洋大学水产学院，浙江舟山 316022）

少鳞鱚Sillago japonica隶属于鲈形目Perciforms、鱚科Sillaginidae、鱚属Sillago，为小型底栖经济鱼类。主要栖息于沿岸浅海或河口区，喜欢沙底质环境，受到惊吓时立即钻入沙中，也俗称“沙丁鱼”或“沙钻”。我国黄渤海、东海、南海海域均产，日本、韩国和菲律宾沿海也有分布[1-2]。近年来，由于过度捕捞和环境变化等原因，少鳞鱚资源量逐渐减少。为了保护和恢复这一重要渔业资源，避免过度捕捞造成种质衰退，近年来国内外学者围绕其外形特征、生理生态、繁殖特征、资源管理等领域开展了一系列研究，获得了许多珍贵的 数据资料[3-8]，然而有关我国沿海不同地理群体少鳞鱚形态学比较研究却未见相关报道。

传统的形态分类方法主要包括可数性状和可量性状，这种直观的形态差异可以有效鉴定种间及种上水平，但难以区分种内不同地理群体[9]。框架测定法是利用鱼体的形态坐标点来描述鱼体的形态特征，可以有效的判别鱼类群体水平上的形态差异，使鱼类群体形态学研究变得更加详尽可靠[10]。本研究选取了舟山、汕头以及北海共计108尾少鳞鱚，采用传统的形态测定和多变量框架量度相结合的方法，运用聚类分析、主成分分析和单因子方差分析多种分析手段，对上述3个地理群体的少鳞鱚形态进行比较分析，以期为今后少鳞鱚种质资源保护和开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

本研究用少鳞鱚样品于2017年5-11月间分别采自广西北海、浙江舟山和广东汕头近海。所有样品冰鲜带回实验室，经过形态学分类鉴定后挑选外形完整的个体进行形态学测定，各群体样本信息详见表1。

表1 少鳞鱚样本信息Tab.1 The sample information of S.japonica

1.2 测量方法

采用传统的外部形态特征度量法对样本分别进行可量和可数性状的测定，对所有样品的第一背鳍鳍条、第二背鳍鳍条、臀鳍鳍条、腹鳍鳍条以及胸鳍鳍条等可数性状进行直接计数。选取11个解剖学坐标点（landmark point）构建框架结构（图1）[11]。其中1-下颌骨最末端；2-吻最前端；3-腹鳍起点；4-头部有鳞部位的最前端；5-臀鳍起点；6-第一背鳍起点；7-臀鳍最后一枚鳍条的基部；8-第二背鳍起点；9-尾鳍腹部起点；10-第二背鳍基部；11-尾鳍背部起点。

图1 少鳞鱚框架测量模式图Fig.1 Drawing for measuring truss network in S.japonica

用电子数显游标卡尺、直尺、分规等测量工具对少鳞鱚样品的全长、体长等10个传统可量数据和23个框架学形态指标进行测量，数值精确到0.01 cm；用电子天平称取鱼体重量，数值精确到0.1 g。传统形态参数测量要求如下：

1.全长（total length，TL）：从吻的最前端到尾鳍最末端的水平距离；

2.体长（body length，BL）：从吻的最前端到最后一枚具有脉弓的尾椎骨的水平距离；

3.体高（body depth，BD）：鱼体垂直方向上的最大距离；

4.头长（head length，HL）：从吻最前端到鳃盖骨的最末端的水平距离；

5.吻裂长（snoutcrack length，SCL）：从吻最前端到吻裂最末端的水平距离；

6.眼径（eye diameter，ED）：眼眶前后之间的水平距离；

7.眼间距（eye interval，EI）：左右两眼之间的直线距离；

8.尾柄长（caudal pedunclelength，CPL）：从臀鳍基部到最后一枚具有脉弓的尾椎骨的水平距离；

9.尾柄高（caudal peduncle depth，CPD）：尾柄最细部分的垂直距离；

10.体厚（body thickness，BT）：鱼体左右两侧最大的距离。

1.3 数据分析

为避免鱼体大小差异对形态学参数值的影响，使用Microsoft Excel软件将全部可量数据除以体长加以校正。使用SPSS19.0软件中的单因子方差分析法（One-way Analysis of Variance，ANOVA）和LSD、Tamhane's T2多重比较法对不同种群间少鳞鱚外部形态特征的显著性差异进行比较。运用SPSS19.0软件对少鳞鱚群体的若干个形态比例参数进行主成分分析[12]，分别计算各主成分的贡献率及其累计贡献率，并进一步采用Microsoft Excel软件根据主成分1和主成分2绘制散点图比较3个少鳞鱚群体的差异性和相似性，确定其形态分化情况。基于非加权组平均法（Unweighted pair-group method with arithmetic means，UPGMA）对舟山、汕头、北海3个不同地理的少鳞鱚群体进行聚类分析，构建系统关系树判别不同群体间亲缘关系远近。

2 结果

经观察测定少鳞鱚外部形态特征如图2所示，主要为：体细长，略侧扁，体被细小栉鳞，易脱落。背鳍两个，第一背鳍由IX～XII硬棘组成；第二背鳍由I硬棘和19～24根软鳍条组成；臀鳍具有II硬棘和17～25根软鳍条；胸鳍细长，向后延伸，由11～18根软鳍条组成；腹鳍呈类三角形，具有V～VII硬棘；尾叉较浅。

图2 少鳞鱚外部形态Fig.2 The morphological characters of S.japonica

从各鳍条数量来看（表2），各群体在鳍条数量方面存在一定的交叉现象，不能完全分离。从各鳍条数的平均值上来看，汕头和北海的少鳞鱚群体与舟山的少鳞鱚群体在第二背鳍数和臀鳍数这两组可数性状上存在一定差异，而汕头和北海少鳞鱚群体之间差异并不明显。由此可见，相较于汕头和北海少鳞鱚群体，舟山少鳞鱚群体的鳍条发生了一定程度的分化。

表2 3个群体少鳞鱚各鳍条数及平均值（括号内）Tab.2 The numbers of fin raysand average values（in blankets）in three S.japonica populations

对3个地理群体少鳞鱚的体高、头长、吻长等32个形态特征与体长的比值进行方差齐性检验（Homogeneity of variance test）和单因子方差分析（One-way Analysis of Variance）。结果表明，有 26 个变量具有方差齐性，6个变量不具有方差齐性。在显著性P＜0.05的情况下，分析结果表明16个可量性状的形态特征变量均存在显著性差异，见表3。进一步进行两两群体间的多重比较，对具有方差齐性的变量运用LSD法，不具方差齐性的变量使用Tamhane's T2法。舟山群体和汕头群体间有18个（LSD法检测到13个，Tamhane's T2法检测到5个）变量存在显著差异；舟山群体和北海群体间有16个（LSD法检测到13个，Tamhane's T2法检测到3个）变量存在显著差异；汕头群体和北海群体间有5个（LSD法检测到5个，Tamhane's T2法检测到0个）变量存在显著差异。

对舟山、汕头、北海3个不同地理群体少鳞鱚的形态比例进行主成分分析，见表4，以明确影响各少鳞鱚群体在形态上存在差异的主成分因子。表4结果显示主成分1的累积贡献率为19.401%，根据主成分矩阵中的主成分载荷值可知，主要取决于体高/体长、尾柄长/体长、尾柄高/体长、1-4/体长、1-6/体长、3-4/体长、3-6/体长、5-6/体长、5-8/体长、7-10/体长、7-11/体长 11个度量指标；主成分 2的累积贡献率为33.466%，主要取决于吻长/体长、眼径/体长、5-7/体长、10-11/体长、10-8/体长、5-10/体长、7-8/体长。除此以外其他的成分贡献率均较低。以上指标表明各少鳞鱚群体形态上的差异在一定程度上是由躯干上部和尾部的形态差异所引起的。

根据主成分1和主成分2绘制舟山、汕头、北海3个不同地理群体少鳞鱚形态比例参数散点图（图3），可以直观地看出，汕头与北海少鳞鱚群体样本基本上处于重叠状态，表明两者在外部形态上差异较小，而舟山群体与这两者重叠部分较少，二者有一定的形态分化。

表4 不同地理群体少鳞鱚的主成分分析结果Tab.4 Principal component analysis results of different geographical populations of S.japonica

图3 少鳞鱚第一、二主成分散点图（A舟山，B汕头，C北海）Fig.3 Scatter plots of scores on the first and second morphological characters in S.japonica（A means Zhoushan,B means Shantou,C means Beihai）

图4 3个少鳞鱚群体的聚类分析Fig.4 The dendrogram of three S.japonica populations

对3个不同地区的少鳞鱚群体的形态度量学数据进行聚类分析的结果如图4所示，其中1-舟山，2-汕头，3-北海。结果表明，3个少鳞鱚群体可分为2组，第一组为汕头和北海群体，第二组为舟山群体，表明汕头和北海群体间亲缘关系比较接近，而舟山群体形成一个独立的聚类分支，该结果与主成分分析结果一致。

3 讨论

形态学特征是生物遗传特性最直观的外在表现形式，利用表型性状及形态学指标差异来检测物种遗传变异，是最直接简单而又基本原始的方法[13]。鱼类学研究中传统形态学（Traditional morphology）方法侧重于可量和可数性状数据的测定，通过逐一比较二者的变化来分析鱼类不同群体间形态差异[14]，但该方法测量指标呈二维分布（水平和垂直方向）且多集中在鱼体头部和尾部，各指标间难免相互重叠[15]，无法准确描述鱼体形态特征，并且后期数据分析处理过程中指标的筛选也会加剧形态数据的丢失[16]。而多变量形态度量（Multivariate morphometrics）则是通过在鱼体表面选取若干个解剖学同源坐标点（Landmark）将其划分成不同的结构和功能单元，从多维空间角度采用框架结构（Truss network）法，通过多元分析更为精确的描述鱼体外部轮廓特征[17]。目前，该方法已广泛用于鱼类分类鉴定、种群判别和系统发育等研究领域[18-26]。

本研究运用了多变量形态度量学辅以传统形态学方法，采用可量可数性状分析、聚类分析、单因子方差分析以及主成分分析对我国沿海3个少鳞鱚群体（汕头、舟山、北海）的外部形态进行比较分析。从可数性状分析结果来看，3个少鳞鱚群体的各鳍条数目在汕头和北海群体间差异不大，而舟山群体存在一定变异。形态学特征是物种多性状的集合，受遗传因子和环境因子的共同影响，是遗传和环境、结构基因和调控基因综合作用的结果。舟山渔场是我国最大的近海渔场，地处长江、钱塘江、甬江等河流的入海交汇区，东部受台湾暖流的影响，西部主要受由三江等大陆径流形成的沿岸水影响，北部还有黄海冷水团的季节性分布，形成独特的水文环境[27]。推测这些独特的地理环境条件是导致该海域分布的鱼类具有特殊的形态和遗传变异的重要原因之一。韩冰等[25]对青岛、舟山和厦门黄姑鱼Nibea albiflora群体的分解特征和量度特征进行比较分析，方差分析多重比较发现舟山群体较其他两群体显著差异特征数量更多，怀疑差异的形成与外部环境因素（盐度、水温、洋流、饵料和敌害生物等）存在复杂关联。高天翔等[28]对青岛和舟山青鳞小沙丁鱼Sardinella zunasi形态学差异进行了比较研究，发现两群体在外形特征和生长速度上均存在一定差异，舟山群体生长速度更迅速，认为这与东海海区浮游生物量有着密切联系。另外，从遗传学角度来看，GAO Tianxiang，et al[29]对中日韩沿海14个地理群体的346尾少鳞鱚样本线粒体控制区（D-loop）序列进行了扩增和比较，通过分析遗传多样性组成发现，舟山群体单倍型多样性指数（h）、核苷酸多样性指数（л）和平均核苷酸差异数（k）等参数值均处于较高水平。该结果从一定程度上表明舟山群体在环境和遗传角度与其他群体存在差异，同样也支持本研究结论。

根据聚类分析、单因子方差分析和主成分分析的结果，本研究中3个地理少鳞鱚群体在外部形态上出现了一定程度的分化，且各群体的差异主要集中在体高/体长、尾柄高/体长、下颌骨末端至头部有鳞部位的最前端/体长、下颌骨末端至第一背鳍起点/体长、腹鳍起点至第一背鳍起点/体长、臀鳍起点至第二背鳍起点/体长6个形态比例参数上。聚类分析和主成分结果表明汕头和北海少鳞鱚群体的形态特征比较相似，而与舟山少鳞鱚群体的外部形态存在显著差异；主成分分析结果表明，少鳞鱚群体的外部形态差异是由鱼体躯干上部和尾部决定的；在P＜0.05的显著性水平下对少鳞鱚群体外部性状所进行的单因子方差分析结果表明，除体高、尾柄高、体厚、尾鳍腹部起点至第二背鳍基部、下颌骨末端至头部有鳞处的前端、下颌骨末端至第一背鳍起点、腹鳍起点至第一背鳍起点、腹鳍起点至第二背鳍起点、臀鳍起点至第二背鳍起点、臀鳍基部至第二背鳍起点、尾鳍腹部起点至第二背鳍起点之外，其余形态特征均存在显著性差异，表明3个群体的少鳞鱚在外部形态上均存在一定差异。

多种分析方法所得结果基本一致，与地理位置相关，表明地理分布要素对少鳞鱚外部形态差异造成一定影响。舟山群体采自于东海，而汕头与北海群体来源于南海，二处海域水温条件不同。台湾海峡作为一道天然地理屏障，隔离了汕头、北海群体与舟山群体的基因交流。此外，在样品解剖过程中发现，汕头和北海少鳞鱚群体的性腺较舟山群体发达，这也可能是造成舟山少鳞鱚群体与汕头、北海少鳞鱚群体存在差异的原因，因此本研究的少鳞鱚样品的外部形态差异有可能受样品大小和采集时间有关。最后，由于样本数量规模较有限，可能也是造成实验所得结果误差的原因之一，今后的研究中需要增加采样量、扩大采样范围以进一步深入研究。