G7代二龄泥蚶生长性状的相关性和通径分析

何 俊，蓝天一，刘 颖，李宗涵，方 军，柴雪良，王志勇，任 鹏

(1.集美大学水产学院，福建 厦门 361021;2.农业农村部东海海水健康养殖重点实验室，福建 厦门 321021；3.浙江省海洋水产养殖研究所，浙江省近岸水域生物资源开发与保护重点实验室，温州市海洋生物遗传育种重点实验室，浙江 温州 325005)

0 引言

泥蚶(Tegillarcagranosa)，隶属于软体动物门(Mollusca)瓣鳃纲(Lamellibranchia)蚶目(Arcoida)蚶科(Arcidae)泥蚶属(Tegillarca)，属于广温、广盐性贝类，广泛分布于西太平洋和印度洋沿岸的温带和热带滩涂中[1]。由于过度的渔业捕捞，泥蚶在东亚和东南亚各国的自然资源量急剧衰退，使泥蚶的增养殖成为各国资源恢复和满足市场需求的必然选择[2]。为响应泥蚶养殖业需求，育种工作者以生长速度为选育指标培育出了泥蚶新品种“乐清湾1号”。与对照组相比，其在相同养殖条件下27月龄的全重平均提高31.0%[3]。除“乐清湾1号”之外，泥蚶再无其他选育品系的相关研究报道，因此，泥蚶的良种选育工作亟需加强。

研究性状之间的关系对于开展动物育种工作极为重要。那些一经测量就会造成损伤的性状，若能利用与其相关性较高的形态性状进行替代研究，会取得较好的选育效果[4-6]。在贝类育种工作中，牡蛎(Crassostreaangulata)[7]、扇贝[8-10]、鲍[11]、蛤仔(Ruditapesplilippinarum)[12]、毛蚶(Scapharcasubcrenata)[13-16]等经济品种都进行了形态性状与体重性状的多元分析，并确定了影响体重性状的主要形态性状。

泥蚶各形态性状与体重性状间的关系已有研究报道[5,17]。但是，针对生长性状的连续多代选育难免会使选育系的形态发生一定程度变化，这种变化是否改变形态性状与体重性状之间的关系尚无研究报道。2018年“乐清湾1号”已选育至第七代，本研究以此代的2龄贝为研究对象，针对形态性状和体重性状进行相关性分析、通径分析和多元回归分析，比较选育前后形态性状对体重性状的通径系数和决定程度的变化，建立形态性状和体重性状的最优回归方程，以期为泥蚶进一步的选育工作奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 实验材料

泥蚶样品于2020年7月采自浙江省温岭市的泥蚶新品种“乐清湾1号”保种池塘，共随机采集“乐清湾1号”第七代2龄泥蚶330枚。样品采集后清除体表附着物，并竖立静置于冰格上过夜，使其排净壳内储存海水，保证总重和软体部重的测量值更加接近真实值。

1.2 测量方法

所有泥蚶在各数量性状测量前，用纱布吸干壳表面和壳沿表面水分，尽量使测量数据接近真实值。使用电子数显游标卡尺测量壳长(L)、壳高(H)和壳宽(W)(精确到0.01 mm)，使用电子天平测定全重(Y1)和软体部重(Y2)(精确到0.01 g)，并计算表型参数的平均值和变异系数。

1.3 数据分析

采用Excel软件对实验数据进行初步处理，获得描述性统计结果；利用IBM SPSS Statistics 22.0软件对各性状进行统计分析，统计结果用mean±SD表示；采用通径分析和决定分析公式计算形态性状与全重和软体部重的关系；利用多元回归分析建立对偏回归系数显著的形态性状估算全重和软体部重的最优回归方程，分析计算公式参考文献[18]。以P<0.05表示差异显著，P<0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 泥蚶生长性状的描述性统计

泥蚶壳长、壳高、壳宽、全重和软体部重的数据统计结果见表1。从各参数的变异系数来看，壳长、壳高、壳宽的变异程度相似，变异系数均为8%；全重和软体部重的变异程度较大，分别为25%和26%，约为壳长、壳高、壳宽的三倍，说明体重性状具有很大的选择潜力。

表1 泥蚶各性状的表型参数

2.2 泥蚶形态性状和全重、软体部重之间的相关性分析

由泥蚶壳长、壳高、壳宽、全重和软体部重之间的相关性分析(结果见表2)可见：壳长、壳高、壳宽与全重、软体部重的相关系数均达到极显著水平(P<0.01)；全重与壳宽的相关系数最大，壳高次之，壳长最小；软体部重与壳长的相关系数最大，壳高次之，壳宽最小。

表2 泥蚶形态性状与全重、软体部重的相关系数

2.3 泥蚶形态性状对全重、软体部重的通径系数分析

根据通径分析原理，将各性状的相关关系分为直接作用和间接作用，然后结合IMB SPSS Statistics 22.0软件获得泥蚶各形态性状对全重、软体部重的通径系数，再通过通径系数求得相关指数R2。通径分析结果(见表3)表明，壳长、壳高、壳宽对全重、软体部重的通径系数均达到极显著水平(P<0.01)，说明此3个形态性状对全重及软体部重的直接影响较大。

表3 泥蚶形态性状对全重和软体部重的通径分析

对于全重，在直接作用上，壳宽对全重的影响最大(0.479)，其次是壳长(0.297)，最小是壳高(0.247)。在间接作用上，壳高对全重的影响最大(0.697)，并且壳高主要是通过壳宽间接影响全重(0.422)；其次是壳长(0.641)，主要通过壳宽间接影响全重；再次为壳宽(0.473)，主要通过壳长间接影响全重。综合直接作用和间接作用的效应，可以看出，壳长和壳高对全重的直接作用很小，两者均是主要通过壳宽间接影响全重，说明壳宽是影响全重的重要变量。通过通径系数求得相关指数R2=0.967。

对于软体部重，在直接作用上，壳长对软体部重的影响最大(0.415)，其次是壳宽(0.390)，最小是壳高(0.191)。在间接作用上，壳高对软体部重的影响最大(0.728)，并且壳高主要通过壳长(0.384)和壳宽(0.344)间接影响软体部重。综合直接作用和间接作用的效应，可以看出，壳高对软体部重的直接作用很小，壳高主要通过壳长和壳宽间接影响软体部重，说明壳长和壳宽是影响软体部重的重要变量。通过通径系数求得相关指数R2==0.917。

2.4 泥蚶形态性状对全重和软体部重的决定系数分析

决定系数反映的是各自变量对因变量的决定程度。分别以泥蚶全重和软体部重为因变量，形态性状为自变量，根据决定系数公式计算出泥蚶形态性状对全重和软体部重的决定系数，结果见表4。

表4 泥蚶形态性状对全重和软体部重的决定系数

壳长、壳高、壳宽对全重的直接决定程度分别为8.8%、6.1%、22.9%。在间接决定系数中，壳宽和壳长、壳宽和壳高、壳高和壳长对全重的决定程度分别为24.5%、20.8%、13.6%。此外，壳长、壳高和壳宽3个形态性状对全重的直接决定系数和间接决定系数的总和Σd=0.967，与回归方程的多元决定系数R2数值相等，说明本研究所列泥蚶形态性状是影响全重的重要性状，其他尚未测定的性状对其影响较小。

壳长、壳高、壳宽对软体部重的直接决定程度分别为17.2%、3.6%、15.2%。在间接决定系数中，壳宽和壳长、壳宽和壳高、壳高和壳长对软体部重的决定程度分别为27.9%、13.1%、14.7%。此外，壳长、壳高和壳宽3个形态性状对软体部重的直接决定系数和间接决定系数的总和Σd=0.917，与回归方程的多元决定系数R2数值相等，说明本研究所列泥蚶形态性状是影响软体部重的重要性状，其他尚未测定的性状对软体部重的影响较小。

2.5 泥蚶形态性状与全重、软体部重多元回归方程的建立

统计实验所测数据，并进行通径分析和多元回归分析，再进行复相关分析和回归分析，分别以全重和软体部重为因变量，以形态性状为自变量，建立多元回归方程。

复相关系数是评价一个变量和其他多个变量之间线性相关程度的指标，复相关系数值越大，说明变量间的关系越密切。由表5可知，形态性状组合与全重、软体部重的复相关系数均达到极显著水平，说明它们与全重、软体部重存在极为紧密的关系。泥蚶形态性状对全重、软体部重的偏回归系数的显著性检验结果见表6。形态性状与全重的多元回归方程为Y1=-18.798+0.265L+0.294H+0.646W；形态性状与软体部重的多元回归方程为Y2=-7.194+0.143L+0.088H+0.203W。从表6可以看出，所有形态性状的偏回归系数均达到极显著水平(P<0.01)。由方差分析结果(见表7)知，泥蚶形态性状对全重、软体部重所建立的回归方程的回归关系均达到极显著水平(P<0.01)，说明形态性状与全重、软体部重之间存在较强的相关性，适合进行方差分析。

表5 泥蚶形态性状对全重、软体部重的复相关分析

表6 泥蚶形态性状对全重、软体部重的偏回归系数检验

表7 泥蚶形态性状对全重、软体部重回归的方差分析表

3 讨论

全重和软体部重是泥蚶选育过程中的重要选择指标。但是，测量全重易受泥蚶体表附着物和壳内水分影响而造成偏差，测量软体部重会造成泥蚶的致命损伤；而对形态性状的测量则相对容易又准确。利用多元回归分析，对软体部重等不便于直接测量的性状进行改良，已经广泛应用于水生生物选育工作中。如刘贤德等[4]分析了13月龄和20月龄大黄鱼形态性状对体重的影响，发现体高对其直接影响最大；李莉等[14]通过多元分析法研究不同贝龄毛蚶形态性状对体重的影响，为毛蚶不同养殖时期增养殖方案制定提供依据；巫旗生等[7]通过多元分析法研究1～4龄“金蛎1号”福建牡蛎形态性状对体重的影响，为福建牡蛎的选育工作提供依据。本研究采用多元回归分析和通径分析，研究了针对生长速度连续选育至第七代的2龄泥蚶的壳长、壳高和壳宽3个形态性状与体重性状的相关性，获得了影响全重和软体部重的主要性状，为其下一步的选育工作提供了基础资料。

本研究对所测性状进行数据统计时，发现形态性状和体重性状两者的变异系数存在明显差异，壳长、壳高和壳宽三者的变异系数均为8%，而全重和软体部重的变异系数分别为25%和26%，体重性状的变异系数明显高于形态性状，这与其他学者的相关研究结果[8,13]相似。猜测出现这种现象的原因有以下几点：首先，泥蚶在养殖过程中会进行“筛苗”操作，将不同规格大小的泥蚶进行分开养殖，以防止摄食能力差距太大而导致小苗生长受限。但“筛苗”只是根据泥蚶壳的形态大小进行筛选，对泥蚶体重性状却无法进行控制，因此会导致泥蚶壳形态性状的变异系数较小而体重性状的变异系数较大。其次，体重性状与形态性状的关系不是简单的线性关系，导致体重性状的增加速度远远超过形态性状，从而使得体重性状的变异系数远高于形态性状。再次，同一时期不同个体的肥满程度存在明显差异，在壳形外观大小差不多的情况下，有的个体比较肥满，而有的个体比较消瘦，从而导致体重性状的变异系数较大。

本研究中，泥蚶壳长、壳高、壳宽与全重的相关系数在0.938～0.952之间，与软体部重相关系数在0.916～0.928之间，均呈现极显著正相关。董志国等[19]认为单个性状与体重的相关系数表示的是该性状对体重直接和间接影响的累积，仅仅依靠相关性分析不能确定该性状对体重的影响效应，而是既要分析该性状对体重的直接影响，又要分析该性状通过其他性状对体重的间接影响，然后再综合分析该性状对体重的影响效应。由本研究中，泥蚶壳长、壳高、壳宽与全重、软体部重的相关系数基本相同。但是，由本研究通径分析的结果可以看出，壳长和壳高对全重的直接决定系数远小于壳宽对全重的直接决定系数，壳长和壳高主要通过壳宽的间接作用影响全重，说明壳宽是影响全重的重要性状；壳长和壳宽对软体部重的直接决定系数远大于壳高对软体部重的直接决定系数。由此也说明变量之间的相关关系不能直接准确反映其间的真实关系。

在表型性状相关分析的基础上，进行通径分析和决定系数分析时，只有当各自变量对因变量的单独决定系数和两两共同决定系数的总和∑d(数值上R2=∑d)≥0.85时，才表明已找到影响因变量的主要自变量[6]。本研究中，通过对全重、软体部重进行通径分析得到的∑d分别为0.967和0.917，说明“乐清湾1号”泥蚶壳长、壳高和壳宽是影响全重和软体部重的重要性状，其他尚未测定的性状对体重的影响较小。由于不同贝类形态特征差异较大，影响其体重的关键性状也各有差异。在紫石房蛤[20]、琴文蛤[21]和3龄毛蚶[14]的壳形态性状对全重影响的研究中发现，壳宽是影响全重的主要因素；而在文蛤[22]、硬壳蛤[23]的同类研究中，壳长是影响全重的主要因素；在栉孔扇贝[6]、华贵栉孔扇贝[8]中，壳高是影响全重的主要因素。本研究中，壳宽对“乐清湾1号”泥蚶全重的通径系数、决定系数均是最大，说明壳宽是影响全重的主要因素；壳长和壳宽对“乐清湾1号”泥蚶软体部重的通径系数和决定系数较大，而壳高较小，说明壳长和壳宽是影响软体部重的主要因素，而壳高主要通过壳长和壳宽的间接作用来影响软体部重。

本研究结果与前人的研究结果之间既有一致也有不同。蒋涛涛等[5]对2龄泥蚶的分析结果表明，壳宽和壳高是决定体重的主要因素，二者在通径分析的直接作用相关系数分别为0.456和0.434，决定系数分别为0.2079和0.1884；而在本研究中，壳高对全重的影响有所降低，决定系数甚至不到壳宽的一半(分别为0.061和0.229)。在蒋涛涛等[5]的分析结果中，壳长对软体部重的通径分析处于不显著水平，壳高是影响软体部重的最重要因素；而在本研究中，形态性状与软体部重的相关性大幅增加，壳长和壳宽成为影响软体部重的最主要因素。由此推断，在多代选育后，泥蚶的壳形态受到选择压力的影响而发生一定改变，从而造成上述变化。