墨瑞鳕幼鱼形态性状对体质量通径分析及生长曲线拟合

陈爱华，董义超，吕 曼，李泉城，李 蒙，石 英，刘 明

(1.乳山市海洋与渔业监测减灾中心，山东乳山 264500；2.山东畜牧兽医职业学院，山东潍坊 261061；3.山东科技职业学院，山东潍坊 261053；4.青岛七彩种业科技有限公司，山东青岛 266621；5.中国海洋大学海水养殖教育部工程研究中心，山东青岛 266071)

墨瑞鳕(Maccullochellapeelii)属鲈形目(Perciformes)鲈科(Percichthyidae)鳕鲈属(Maccullochella)中的一种暖水性淡水鱼类，国内又称澳洲龙纹斑、龙纹斑、澳斑。原产于澳大利亚，1999年被引入我国台湾地区进行驯养，此后大陆地区也陆续展开饲养，目前主要在山东、江苏、福建等地开展养殖。墨瑞鳕肉质细嫩可口、肉厚刺少、高蛋白低脂肪、含有丰富的Ω-3多不饱和脂肪酸，为顶级的白肉鱼[1-4]，是国内具有很高开发潜力的一种名贵鱼类。目前关于墨瑞鳕的基础研究报道相对较少，主要集中在生物学特性、工厂化繁育、养殖技术、肌肉的营养成分等方面[5-9]。墨瑞鳕幼鱼在养殖期间，由于出现个体生长差异较大，引起互相撕咬和吞食现象，需根据苗种的个体大小进行分池。但随着鱼体的活力增强，在分池过程中会造成鱼体损伤，加大其应激反应，易造成疾病感染。因此，在墨瑞鳕幼鱼期挑选优良品种尤为重要，可更好地开展墨瑞鳕在国内人工健康养殖。

在鱼类苗种选育研究中，一般首选体质量作为直接的目标性状，但在操作过程中，体质量受到外部因素的影响较大，如体表存在的水分、肠道内食物、胃肠排空度等；而形态性状同体质量具有相对稳定的关联性，采用多元回归分析方法选出对体质量有影响的形态性状，进行辅助选育，方法简单方便。目前多元分析已广泛用于鱼、虾、蟹和贝类等物种形态性状分析[10-14]，其中关于鱼类幼鱼体质量与形态性状的通径分析研究较多，但未见墨瑞鳕幼鱼的相关报道。赵旺等[15，16]研究发现3月龄斜带石斑(Epinepheluscoioides)幼鱼以体质量为主要选育性状时，主要以体长、体高、体宽、眼间距为辅；4月龄尖吻鲈(Larescalcarife)幼鱼以体质量为主选育时，形态性状以吻至第2背鳍终点的距离为主要辅助形态性状。黄建盛等[17]研究4月龄军曹鱼(Rachycentroncanadum)幼鱼时，体质量为首选性状，体长、头长及眼后头长作为辅助性状。练青平等[18]研究4月龄马口鱼(Opsariichthysbidens)幼鱼时，发现选育时形态性状以全长、体长、体高、体宽和头长为辅助性状。方伟等[19]研究黄鳍金枪鱼(Thunnusalbacores)5月龄幼鱼时，发现以体质量为目标选育时，以胸鳍长作为辅助主要形态性状。在鱼类选育研究中，研究幼鱼体质量与形态性状之间关系，有助于幼鱼阶段选育工作，同时减少幼鱼因个体差异大，引起的相互伤害，对其生产具有重要意义。本研究随机选取4月龄墨瑞鳕为研究对象，测量其体重及形态性状，采用回归分析形态性状与体质量的关系，通过相关分析与通径分析获得影响墨瑞鳕幼鱼体质量的主要形态性状，并建立回归方程，筛选出最优拟合曲线模型，为墨瑞鳕苗种选育工作提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

本实验随机选取健康无伤的墨瑞鳕101尾(由青岛七彩种业科技有限公司提供，幼鱼于封闭式工业化高密度循环水养殖)，饲料使用青岛七彩公司研发的墨瑞鳕工业化循环水养殖专用饲料。养殖密度约5 500 尾/m3，水温为22～26 ℃，pH为8.3左右，溶解氧控制在7～10 mg/L，氨氮低于0.3 mg/L，亚硝酸盐低于0.05 mg/L，盐度应控制在0.5‰～5‰，水中悬浮物应小于10 mg/L。

1.2 测量指标及方法

测定指标包括全长(X1)、体长(X2)、体高(X3)、头长(X4)、躯干长(X5)、眼后头长(X6)、眼径(X7)、吻长(X8)、尾柄长(X9)、尾鳍长(X10)、尾柄高(X11)和体质量(Y)。采用丁香油将鱼麻醉，体质量用滤纸先吸干水分后，采用天平称量(精确到0.01 g)，游标卡尺测量鱼类形态指标(精确到0.01 mm)。

1.3 数据处理

应用SPSS 25.0对形态性状数据进行相关分析、通径分析，计算通径系数及决定系数，得到形态性状对体质量作用影响程度。在回归分析中，采用逐步回归分析方法中逐步引入-剔除法[20]，构建4月龄墨瑞鳕幼鱼形态性状对质量的多元回归方程及偏回归系数检验，以体质量为因变量、回归方程中的形态性状为自变量，筛选出最优拟合模型。

2 结果与分析

2.1 数量性状统计结果

统计数量性状结果发现，4月龄墨瑞鳕的平均体质量为(0.98±0.49)g，变异系数最大为(50.61%)，Y的变异系数同其他形态性状相比，差别较大。表明在各性状中Y是具有最大的选择潜力，苗种选育时可首先考虑此性状，其他形态性状变异系数介于14.23%～19.82%(表1)。

表1 数量性状的统计量(n=101)Tab.1 Phenotypic statistics of various quantitative traits (n=101)

2.2 墨瑞鳕形态性状对体质量的通径分析

2.2.1 数量性状间相关性

相关性分析结果由表2可知，4月龄墨瑞鳕各形态性状与体质量呈极显著正相关，X2与Y的相关系数最大为0.903，X10与Y的相关系数最小为0.559。各形态性状之间的相关性均达极显著相关，符合通径分析的前提条件，但性状之间可能存在多重共线性问题，需采用逐步回归分析并进行检验。

表2 各性状间相关系数Tab.2 The correlation coefficients of quantitative traits

2.2.2 形态性状对体质量的通径系数

对墨瑞鳕体质量(Y)进行正态性检验(表3)。采用Kolmogorov-Smirnov Test进行正态性检验，经检验体质量(Y)符合正态分布，表明体质量符合正态分布，可进行回归分析。

表3 墨瑞鳕体质量正态分布检验结果Tab.3 Normal test result of body weight of M.peelii

采用逐步法剔除通径系数不显著的形态性状，在11个形态性状中，影响墨瑞鳕幼鱼体质量形态性状为X2、X7、X11。根据相关系数的组成效应，将形态性状与体质量的相关系数分解为各性状的直接作用和间接作用两部分[16]。由表4可知，3个形态性状中，X2对Y的直接作用系数最大(0.676)，其次为X7(-0.150)和X11(0.393)。其中X7对Y的作用系数为负值，表明X7对Y产生负向效应，但从X7对X2、X11性状产生的间接作用，消除了X7的负向效应。间接作用中，X11通过X2对Y的间接作用最大，X2通过X7对Y的间接作用最小。

表4 形态性状对体质量相关系数分解汇总Tab.4 The correlation coefficient decomposition summary of the morphometric attributes on body weight

2.2.3 形态性状对体质量决定作用分析

表5中对角线上为该性状单独对体质量的决定系数；其下方为两性状共同对体质量影响的决定系数。从表中看出，墨瑞鳕幼鱼形态性状对Y总决定系数为0.862，说明X2、X7、X11是影响体质量的重要性状。X2对Y直接决定程度最大(0.457)，其次为X11(0.154)，X7最小(0.023)。两两形态性状对体质量决定作用最大的为X2和X11，其共同作用的决定系数为0.459，X2和X7共同作用的决定系数最小为-0.152。由此可见，决定墨瑞鳕幼鱼体质量变化的主要形态性状为X2。

表5 形态性状对体质量决定系数Tab.5 Determination coefficient morphological traits of the body weight

表6 偏回归系数和回归常数的显著性检验Tab.6 The test of the significance of partial regressions and corresponding intercepts

表7 形态性状与体质量的曲线模型拟合Tab.7 Curve model fitting of morphological traits and body mass

2.2.4 多元回归方程的构建

采用通径分析与逐步回归分析法，去除回归系数不显著变量，利用偏回归系数显著形态性状与体质量建立多元回归方程：

Y=-1.568+0.055X2-0.124X7+0.267X11(R2=0.857)

经方差结果显示，多元回归方程的回归关系达到极显著水平(P=0.000<0.01)，R2=0.857。经偏回归系数和回归常数显著性检验，X2、X7、X11方差膨胀因子VIF<10，不存在多重共线性现象。其中X2(t=8.012，P<0.01)、X11(t=5.221，P<0.01)2个形态性状回归关系达到极显著水平，X7(t=-2.621，P<0.05)回归关系表现为显著水平，说明该方程在实际应用中方便可靠。

2.3 曲线模型拟合结果

通过多元回归方程选出X2、X7、X113个形态性状作为自变量，分别同Y进行曲线模型拟合。拟合结果如下：各模型的拟合结果均呈极显著相关，3个形态性状与Y的最佳拟合模型为二次函数，模型方程分别为：

对应的R2分别为0.847、0.462、0.831。

3 讨论

3.1 墨瑞鳕幼鱼形态性状对体质量的影响

质量性状是鱼类遗传改良的目标之一，在鱼类品种选育中，已作为重要的评价指标。本研究测量12个数量性状指标中，体质量的变异系数最高，为50.61%，远高于其它性状；这同斜带石斑鱼、尖吻鲈、军曹鱼等鱼类研究结果相同[15-17]；变异系数反映的是形态性状选择潜力不同，体质量变异系数最高，说明体质量在墨瑞鳕苗种养殖生产选育中具有很大潜力。但仅通过体质量指标难以取得理想结果，若能通过其他相关性较高的目标性状加以辅助选择，则能达到更佳的选育效果。通径分析对多个相关变量具有直观精确优点，可以准确判断影响因变量的主要因素。

通径分析在相关分析和多元回归分析的基础上，进一步明确形态性状对体质量的直接作用和间接作用程度，显示体质量与形态性状间的因果关系，最终确定影响体质量的形态性状。

许多学者在通径分析中认为共同决定系数总和≥0.85时，作为确定主要形态性状的依据[21]。本研究中，引入回归方程中的3个形态性状总决定系数为0.862，大于0.85，可以确定3个形态性状指标能够准确反映对体质量的影响。通径分析中，体长对体质量的直接作用最大，其次为尾柄高和眼径；而眼径对体质量直接影响为负向作用，这同黄姑鱼(Nibeaalbiflora)[22]、多鳞鱚(SillagosihamaForsskal)[23]研究结果相一致。尽管眼径对体质量影响为负，但体长和尾柄高两个形态性状间接作用抵消其负影响。在间接作用中，尾柄高通过体长对体质量间接作用最大；而且尾柄高和眼径的间接作用总和大于各自对体质量的直接作用，表明两者是通过体长对体质量间接影响。因而，4月龄墨瑞鳕幼鱼选育时，应将体长作为关键性状，尾柄高、眼径为辅助性状。从研究结果可以看出，确定的形态性状指标同其它品种存在一定差异，这可能是由水产品种会受到外部因素影响，如种类不同、年龄阶段、生长环境、性别、性腺发育时期等。许多研究学者也发现类似现象，李俊伟等[24]在四指马鲅(Eleutheronematetradactylum)的研究中表明，室内循环水养殖群体对体质量影响为体长、体高、头长、头宽；而池塘养殖群体对体质量影响为全长、尾柄高、体长、躯干长。梁健等[25]研究表明不同地理群体菲律宾蛤仔(Ruditapesphilippinarum)影响软体质量的主要表型性状并不相同，北方土著品种群体为壳长，南方养殖蛤仔群体为壳高。宋勇等[26]研究发现野生叶尔羌高原鳅(Triplophysayarkandensis)雌、雄鱼对体质量影响较大的形态性状各不相同，雌性为叉长和眼间距；雄性为头长、尾长和体高。本研究中，确定体长、尾柄高、眼径为影响4月龄墨瑞鳕幼鱼的重要形态性状，在养殖生产中，利用回归方程可提高墨瑞鳕的选育效率。

3.2 墨瑞鳕体质量与主要形态性状的模型拟合

为更加明确回归方程中墨瑞鳕体质量与主要形态性状的单一变量间关系，对体长、尾柄高、眼径与质量分别进行曲线模型拟合，拟合优度越大，表明自变量对因变量的解释程度越高 ，自变量引起的变动占总变动的百分比越高[27]。结果显示，体长、尾柄高、眼径对体质量的拟合模型均为二次函数最优。尾柄高、眼径形态性状拟合最优度(R2)均<0.85，说明尾柄高和眼径作为单独变量时不能很好准确表达体质量变化，可作为表达体质量变化主要形态性状指标辅助指标；而体长与体质量的拟合优度(R2)≥0.85，表明体长单独作为变量时能够很好反映体质量变化，可视为体质量变化关键形态性状指标。结合形态性状相关性分析，体长与质量相关性最强(0.903)；通径分析中体长对体质量的直接作用最大(0.676)。对通径分析和回归分析的结果基础上进一步进行曲线模型拟合验证，得到体长与体质量的拟合优度最高。综上结果，确定影响4月龄墨瑞鳕幼鱼体质量最关键形态性状为体长。这也与对个体几何空间贡献较大的性状对体质量影响较大的结论相一致。在大菱鲆(Scophthalmusmaximus)快生长品系[28]、4～5月龄小黄鱼(Larimichthyspolyactis)[29]、3月龄、6月龄哲罗鲑(Huchotaimen)[30]、6月龄马苏大麻哈鱼(Oncorhynchusmasou)[31]等研究结果中都得到认同。

4 结论

本研究通过通径分析与模型拟合，确定4月龄墨瑞鳕幼鱼对体质量影响的形态性状以体长作为主要参考性状，尾柄高和眼径为辅助参考性状。通过发现墨瑞鳕生长发育早期对体质量影响最大的形态性状，对早期墨瑞鳕苗种筛选提供帮助，减少个体差异引起的伤害，同时可降低成本，提高选育效率。由于幼鱼生长速度较快，形态性状可能会跟着发生变化，下一步需要我们根据墨瑞鳕的不同生长阶段做进一步的摸索。