文蛤红壳色选育系G5的生长优势及选择效应分析

吴杨平，陈爱华，张 雨，张志东，曹 奕，陈素华，孙雪峰，李秋洁

（江苏省海洋水产研究所，江苏省文蛤良种场，南通 226007）

文蛤（Meretrix meretrix）是蛤中上品，被誉为“天下第一鲜”，江苏是文蛤主产区。根据农业农村部《2021年中国渔业统计年鉴》数据，2020年江苏海水养殖总产量为92.28万t，其中海水贝类产量为68.86万t，占到了海水养殖总产量的74.62%，而以文蛤为代表的蛤类产量则高达38.88万t［1］。近年来，虾蟹养殖的海水池塘因饲料投入高而导致养殖水体富营养化已触碰到环保红线，套养贝类成为改善养殖水质、节能减排的必选方案。作为江苏省最为重要的养殖贝类，除传统的滩涂和池塘养殖外，文蛤的养殖空间得以进一步向虾蟹池塘扩展延伸。因此，需要选育一种文蛤新品种更好地与虾蟹等其他品种搭配，在投料、起捕等日常养殖管理的无缝衔接中共同推动池塘生态化改造，实现绿色高质量发展。

选择育种是一种经典的育种方法，在贝类的遗传改良中已被广泛应用。“蓬莱红”扇贝（Chlamys farreri）、“海优1号”马氏珠母贝（Pinctada martensii）等30余个贝类新品种已通过选择育种被开发出来［2］。在新品种选育过程中，选育效果是需要重点关注的问题。选择反应、现实遗传力及遗传获得量等参数常被用来评估选育效果。目前，国内目标性状遗传参数作为选育效果评估在三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）、长牡 蛎（Crassostrea gigas）、缢 蛏（Sinonovacula constricta）等贝类的育种中已有报道［3-8］；在对文蛤早期发育阶段的生长遗传效应与抗逆品种选育的研究中也进行了遗传参数估算［9-10］。至今，已育成“科浙1号”、“万里红”、“万里2号”、“科浙2号”4个文蛤新品种。而在江苏地区文蛤产业存在本土新品种的缺失与文蛤产业高度发达极不匹配的问题，迫切需要选育江苏本港文蛤新品种来支撑既有产业的发展。课题组从2007年开始选择如东腰沙-冷家沙海区红壳色文蛤进行连续群体选育，至2018年已连续繁育5代，并开展了生长优势转录组等相关分析研究［11-12］。本研究拟对2018年建立的快速生长选育系G5的选择反应、现实遗传力及遗传获得量进行评估并与未经选育的文蛤对照组进行比较，旨在阐明自选新品系性状的优越性，为新品种认定和推广提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 选育组和对照组构建

2007年从如东县腰沙-冷家沙海域文蛤野生群体中挑选红壳色个体作为原始群体繁育基础群体（G0），G0性成熟后以生长性能+壳色为指标进行选育G1，之后重复G1的选育方法，分别选育到G4。2018年在江苏省文蛤良种场室内条件下以红壳色文蛤选育系G4为亲本，随机选取4 000粒测量壳长并称重，通过对壳长并兼顾粒重进行大小排序后留取前40粒个体作为繁育第5代（G5）的选育组，留种率为1%、选择强度为2.665。另从红壳色文蛤选育系第4代随机选取40粒作为繁育对照组（C）。

1.2 培养与取样

2018年8月，将上述选育组和对照组的亲本阴干24 h后分别放入两个长盆中用0.05%的氨水刺激，0.5 h后清洗干净悬挂在1 000 L白缸内，用砂滤海水浸没充气催产。受精卵经约20 h孵化成D型幼虫，将幼虫移入水泥池中培养，培养密度设为4～6粒·mL-1，按发育生长情况适量投喂叉鞭金藻（Dicrateria zhanjiangensis）、亚心形扁藻（Platymonas subcordiformis）、角毛藻（Chaetoceros calcutrans）等。浮游期时，选育组和对照组分别在每天下午随机取30粒个体，通过Olympus CX41显微镜测量壳长和壳高；附着后，选育组和对照组分别在7、13、32日龄下午15∶00随机取30粒个体，通过Olympus CX41显微镜测量壳长和壳高，分别在67、102、143、252、310、328、358日龄下午15∶00随机取30粒个体采用数显游标卡尺（精度0.01 mm）测量壳长，从310日龄开始每次取样时用分析天平（精度±0.001 g）称文蛤体质量；370日龄开始每次取样采用数显游标卡尺（精度0.01 mm）测量壳长、壳高、壳宽，并用分析天平（精度±0.001 g）称文蛤体质量。2019年5月9日（即310日龄）开始将选育组和对照组投放到同一池塘的不同贝埕上养殖，每月测量1次壳长、壳高、壳宽和粒重。

图1 红壳色文蛤选育系G4壳长大小分布及截头选择的亲本（阴影部分）Fig.1 Shell length distribution of G4 red shell colored M.meretrix and parents selected for truncation selection（diagonal stripes）

1.3 选择反应、遗传获得与现实遗传力计算

参照HADLEY等［13］和ZHANG等［14］的方法计算选择反应（selection reaction，SR）、现实遗传力（realized heritability，）及遗传获得量（genetic gain，GG），计算公式如下：

式中，Xs和Xc分别为选育组（SG）和对照组（C）个体所测壳长、壳高、壳宽和粒重的平均值，σc是对照组（C）的标准差，i是选择强度。

1.4 数据分析

用Excel 2019对数据进行整理计算后，用SPSS16.0统计软件进行t检验和单因素方差分析（one-way ANOVA），显著性水平设置为小于0.05。

2 结果与分析

2.1 生长性状比较

选育组和对照组在不同时期壳长和壳高以及外塘养成期的生产性状见表1。整个生长时期，选育组的壳长、壳高、壳宽、粒重均大于对照组，且在养成后期均有差异性显著（P＜0.05）。

在水温26～28℃，选育组和对照组的D型幼虫经过5 d浮游，在壳长200μm左右变态附着。幼虫期，选育组的壳长和壳高均大于对照组，表明选育组生长快于对照组；壳长除第5日龄外均没有显著差异（P＞0.05），壳高在第2和3日龄有显著性差异（P＜0.05），其余无显著性差异（P＞0.05）。在室内进行稚贝中间培养期间，选育组的壳长和壳高均大于对照组，表明这一时期选育组生长快于对照组：壳长除第13日龄外均有显著性差异（P＜0.05），壳高在第7日龄有显著性差异（P＜0.05），在13、32日龄无显著性差异（P＞0.05）。长到次年5月9日（即310日龄）选择同一个池塘开展同等养殖条件下对比实验，此时选育组壳长（5.820±1.524）mm，粒重（0.046 ±0.036）g；对照组壳长（5.069 ±1.503）mm，粒重（0.032±0.023）g。外塘养成期，420日龄以后两个组别壳长均存在显著性差异（P＜0.05），370日龄后壳高均有显著性差异（P＜0.05），壳宽除第370和444日龄外均有显著性差异（P＜0.05），粒重除第310和328日龄外均存在显著差异（P＜0.05）。

2.2 遗传参数

幼虫期，选育组壳长与壳高的选择反应平均值分别为0.40和0.46，遗传获得的平均值分别为1.09%和1.44%，现实遗传力的平均值分别为0.15和0.17。稚贝中间培养期，选育组壳长与壳高的选择反应平均值分别为0.62和0.63，遗传获得的平均值分别为11.17%和7.28%，现实遗传力的平均值分别为0.23和0.24。外塘养成期，选育组壳长、宽高、壳宽、粒重的选择反应平均值为0.63、0.74、0.64和0.73，遗传获得量的平均值分别为8.64%、8.18%、6.87% 和28.18%，现实遗传力的平均值分别为0.24、0.28、0.24和0.27（表2～表4）。

表4 文蛤群体选育组与对照组现实遗传力比较Tab.4 Comparison of realized heritability（h2R）of selected and control groups of M.meretrix

3 讨论

3.1 文蛤连续选育效果分析

已有研究表明，海洋生物大部分生长性状的遗传力属于中高度遗传力，对这些高表型变异的性状进行选择可以获得较好的选育效果［15］。文蛤选育是以获得生长速度快而又高产的新品种为目的，目标性状为粒重，而如果直接挑选粒重大，尤其是在被挑选群体基数庞大的情况下要实现这一目标不切实际。因此，需通过筛选壳长间接实现优选粒重的目的。之前的研究通过通径分析和多元统计方法，已证明文蛤的壳长与体质量性状显著相关关系明确，壳长是影响体质量的最重要性状［16］。这样可以在一个性状难以直接选择时，借助选择与之相关的另一个性状来达到选择目的，这一策略在三角帆蚌［17］、长牡蛎［18］、九孔鲍（Haliotis diversicolor supertexta）［19］的选育中已被证明行之有效。本研究第5代（G5）个体留种率为1%、选择强度为2.665；经过高强度选择，文蛤选育组的壳长、壳宽、壳高和粒重在各个生长时期均大于对照组，并在养殖后期呈现显著差异（P＜0.05）。实验结果表明，文蛤通过连续5代选育而成的G5个体养殖至2019年12月22日（即536日龄）时壳长可达到（43.02±3.27）mm、粒重可达（22.01±4.76）g。按照上市、出口标准，选育后的G5养殖1.5年即可成品上市，大大缩短了原有未选育文蛤需要2～3年才能养成上市的养殖周期。由此可见，本研究针对具有中高度遗传力的生长性状开展连续选育取得了良好的效果。下一步将结合微卫星标记对连续选育的5代进行遗传多样性分析，进一步评估选育效果及目标品种的种质改良情况。

3.2 遗传参数比较分析

有关贝类遗传力的估计主要集中在对某一性状在某一阶段的研究［5，9］，对贝类不同生长阶段性状的遗传力研究报道较少见。本研究从幼虫期、稚贝中间培养期到外塘养成期对文蛤整个生长周期进行了全面的研究。在数量遗传学研究中，通常将＜0.15定义为低遗传力水平，0.15＜＜0.3定义为中等遗传力,＞0.3定义为高遗传力［20］。在本研究中，文蛤G5选育组的壳长、壳高、壳宽和粒重的平均现实遗传力分别为0.24±0.08、0.28±0.05、0.24±0.08和0.27±0.07，选择反应的平均值分别为0.63±0.22、0.74±0.14、0.64±0.21和0.73±0.19，表明选育组具有较高的选择反应与现实遗传力，这一结果与九孔鲍［19］、长牡蛎［21］、泥蚶（Tegillarca granosa）［8］等品种选育类似。本研究中幼虫期壳长、壳高的现实遗传力为0.15±0.11、0.17±0.11，稚贝中间培养期壳长、壳高的现实遗传力为0.23±0.07、0.24±0.03，与梁冰冰和王鸿霞［9］采用部分因子设计研究文蛤附着变态期及稚贝期生长性状遗传力的结果相近。研究中还发现，养成期的遗传力大于稚贝中间培养期、稚贝中间培养期又大于幼虫期，这一结果符合发育阶段的生长遗传力变化较大且成体生长遗传力一般大于幼体的结论［22］。本研究中养成期的壳长、壳高和壳宽的遗传获得量相当，均在7.50%左右，而粒重的遗传获得量已达到23.96%，这主要是因为双壳类的壳长、壳高、壳宽和粒重这4个参数间具有相关性，且粒重与壳长多呈现幂函数关系，现有的双壳类表型参数的研究均证实了重量性状和壳形性状之间的紧密关系［23］，因此壳长、壳高、壳宽的小幅度增加会导致粒重的明显增加。方佳峰和李琪［24］研究长牡蛎壳橙品系认为，对壳高和湿重的直接选育将对其他生长性状起到间接促进作用。WANG等［25］发现，文蛤壳长、壳高、壳宽和粒重之间具有高遗传相关性，对其中一个性状进行选育可能同时促进其他性状增长，本研究结果与其相似。文蛤红壳色选育系虽然已进行了5代连续选育，但壳长、壳高、壳宽和粒重的遗传力仍处于0.24左右的中等水平，从目标性状粒重的遗传获得看，距离所谓的选择极限仍有较大的选择空间［26-27］，李炼星等［28］在缢蛏连续5代选育中也有类似结论。因此，本研究中的文蛤新品系仍具有一定的改良潜力，可以继续针对生长性状进行选育。