红鳍东方鲀幼鱼阶段生长性状的遗传力估计

潘寒柏，于海龙，田 燚，曹立蓉，马文超，徐明杰，王昱森，王培洋，向雪建，仇雪梅，包玉龙，刘圣聪，王秀利*

(1.大连海洋大学水产与生命学院，辽宁 大连 116023；2.大连市复兴高级中学，辽宁 大连 116083；3.大连天正实业有限公司，辽宁 大连 116011)

红鳍东方鲀(Takifugurubripes)，属鲀形目(Tetraodontiformers)、鲀亚目(Tetraodontoidei)、鲀科(Tetraodontidae)、东方鲀属(Takifugu)，分布于黄海、渤海、东海及北太平洋西部，作为一种有着悠久食用历史的经济鱼类[1]，凭借鲜美的味道、丰富的营养及高昂的经济价值，成为中国出口创汇重要的海珍品之一[2]。目前，红鳍东方鲀的品种选育方法较为原始[3]，育种进程相对鲤鱼(Cyprinuscarpio)与草鱼(Ctenopharyngodonidellus)等淡水鱼较为滞后[4]，且亲本群体遗传多样性有限和近交衰退，导致其养殖经济效益下降[5]，因此有必要进行新品种的培育。

家系建立是水产动物种质改良的常用手段，对水产动物的遗传性状分析和育种研究具有重要作用。其中，家系选择是以在培育过程中所创建的家系作为一个选择单位，以目标筛选性状的平均值作为指标，进行选育改良。家系选育对于遗传结构改进的作用较为持续，在维持并改良水产动物经济性状等方面也可以发挥较为积极的促进作用，能够做到缓解甚至避免养殖过程中产生的经济性状衰退[6]。对鱼类的生长性能进行科学的测试在开展选育工作上有着重要的作用[7]，在培育家系过程中，与生长性能相关的表型性状有生长速度、抗病力、体长、全长和体质量等，其中体质量、体长和全长是经济性性状的主要表现形式，因此可将其作为衡量亲鱼质量的重要指标。这三种生长性状也是最容易直接观测到的数量性状，它们之间的相互关系也有助于了解鱼类生长的情况[8]。在科研中，通常会对数量性状的表型值进行采集修订，然后计算各项数据的方差组分，进而对遗传参数进行估计测算[9]。

遗传力可反映被选择性状遗传能力的大小，而遗传相关则可反映出不同目标性状之间的相关程度。对这两者进行评估，有利于制定合理的选育培养，将子代的遗传增益通过选择育种达到最大化[10]，如在水产养殖动物育种中，选择育种的遗传增益在生长速度上的作用超过12%[11]。遗传力在实际养殖过程中常作为重要的参考指标[12]，但遗传力评估受多种因素的影响[13]，因此在实际操作过程中需严格控制各项变量。于海龙等[14]测定了210、360日龄红鳍东方鲀体质量、体长和全长的遗传力；马文超等[15]则对1、2、6和18月龄的红鳍东方鲀体质量、体长和全长的生长性状进行了遗传力估计。本研究在其基础上，将测量对象限定为生长发育旺盛的红鳍东方鲀幼鱼阶段，并利用本课题组构建的红鳍东方鲀全同胞家系的生长性状测定数据，对1、2、4月龄红鳍东方鲀幼鱼进行了体质量、体长和全长数量性状的遗传力估计，旨在为红鳍东方鲀后续的育种计划提供新的数据参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

2022年3月，在河北省唐山牧海水产养殖有限公司挑选达到性成熟且性腺发育良好的3年龄亲本进行配对。受精的鱼卵经多次洗卵后，置于半径25 cm、深120 cm、容积约为80 L的圆锥形网箱中，并在18～20 ℃循环水中进行6～8 d的孵化。在此过程中，共构建了全同胞家系32个，选留了其中孵化成功的29个家系。家系的管理按该公司的通常方法进行：各家系分开在水泥池中喂养，水泥池规格为3 m×3 m，水深1.5 m，每池分别编号，每日进行两次吸底，循环水以30 L/h的速度进行循环，每日投喂6～7次(每隔1.5～2.0 h)。以轮虫为开口饵料；在1～2周龄后，饵料逐渐从轮虫替换为卤虫无节幼体和成虫；在1月龄以后，开始在饵料中适量添加鱼糜；在2月龄时进行分苗，同时投喂粉碎的冰鲜玉筋鱼；在4月龄时投喂6号“海童”配合饲料与鱼糜；养殖过程中尽量保证家系间各项养殖条件一致。在1、2、4月龄时，分别对体质量、体长和全长进行生长性状数据记录。

1.2 实验方法

1.2.1 生长性状的测量

分别测定29个全同胞家系1、2、4月龄幼鱼的体质量、体长和全长。每个月龄的每个家系均随机选取100尾幼鱼。

1.2.2 数据分析

1)生长性状表型值方差分析与均方构成

表1 表型值方差分析和均方构成Tab.1 Analysis of variance of phenotype values and mean square composition

(1)

(2)

(3)

2)表型相关和遗传相关分析

本研究表型相关通过SPSS 25的Pearson系数进行计算，而遗传相关计算使用了动物遗传学中同胞协方差法：

(4)

3)数据处理

2 结果与分析

2.1 红鳍东方鲀幼鱼各家系生长性状数据分析

1月龄红鳍东方鲀幼鱼各项生长性状数据分析结果如表2所示，家系5、12、17、18在体质量、体长及全长三个指标中均有着较高的平均值以及较低的变异系数，说明这些家系在该养殖场条件下的生长表现相对稳定，对于外部环境的变化较为适应，具有较强的稳定性和预见性，因此可以将其家系亲本组合进行记录保留，作为后续的育种参考，同时从其子代中挑选合适个体进行留种，用于之后的选育工作；考虑到丰富遗传多样性，变异系数大且生长状况良好的家系1与家系19可作为后续育种的备选家系；而家系3、4、7、11、30变异系数较小，个体规格差异较小，说明其在饲养过程中具有相当程度的稳定性，但这些家系的各项生长性状的平均值相对家系5、12、17、18较低，因而适宜进行规模饲养，留待后续上市。由2月龄红鳍东方鲀幼鱼的统计测定结果(表3)可知，家系5、10、15、16、22、27生长性状较好，因此在后续选择育种中，可主要观察其生长情况，并优先考虑为育种家系；4月龄红鳍东方鲀幼鱼的统计测定结果(表4)显示，家系5在各项生长性状中具有较高的平均值且具有较低的变异系数，因此可以将其亲本组合作为日后选育的优先组合。

表2 1月龄红鳍东方鲀幼鱼各项生长性状数据分析Tab.2 Data analysis of various growth traits of 1 month old juvenile T.rubripes

续表2

表3 2月龄红鳍东方鲀幼鱼各项生长性状数据分析Tab.3 Data analysis of various growth traits of 2 months old juvenile T.rubripes

续表3

表4 4月龄红鳍东方鲀幼鱼各项生长性状数据分析Tab.4 Data analysis of various growth traits of 4 months old juvenile T.rubripes

2.2 各月龄红鳍东方鲀幼鱼群体生长性状数据的单因素方差分析

表5为各月龄红鳍东方鲀幼鱼生长性状数据单因素方差分析结果，经F检验，各个生长性状差异均表现为极显著(P<0.01)，由此可认为本次计算所得出的结果可信度较高。

表5 各月龄红鳍东方鲀生长性状数据单因素方差分析Tab.5 Analysis of single factor ANOVA for growth traits at each monthly age in T.rubripes

2.3 各月龄红鳍东方鲀幼鱼遗传力计算

各月龄红鳍东方鲀幼鱼生长性状方差分析和遗传力估计结果见表6。由表6可知，1月龄红鳍东方鲀幼鱼体质量、体长以及全长的遗传力分别为0.54、0.39、0.36，加性效应方差分别为0.103、7.123、9.480，表型方差分别为0.192、18.471、26.035，残差分别为0.089、11.348、16.555；2月龄红鳍东方鲀幼鱼分别为0.28、0.23、0.25，加性效应方差分别为1.777、17.104、27.542，表型方差分别为6.383、73.285、110.955，残差分别为4.606、56.181、83.413；4月龄红鳍东方鲀幼鱼分别为0.23、0.29、0.29，加性效应方差分别为34.728、17.649、27.654，表型方差分别为153.483、59.942、55.485，残差分别为118.755、42.293、65.804。这三种数量性状的遗传力变化趋势如图1所示，体质量遗传力随着幼鱼月龄的增大而逐渐降低，体长及全长遗传力随着幼鱼月龄的增大而降低后又略有回升。整体上，红鳍东方鲀幼鱼的遗传力随着月龄的增加而逐渐降低。

表6 各月龄红鳍东方鲀生长性状方差分析和遗传力估计Tab.6 Variance analysis and geneticforce estimation of growth traits at each monthly age in T.rubripes

2.4 各月龄幼鱼性状间的遗传相关和表型相关

表7为各月龄红鳍东方鲀幼鱼体质量、体长、全长数量性状间的遗传相关和表型相关分析结果。1月龄红鳍东方鲀幼鱼体长、体质量间的遗传相关为0.889，表型相关为0.851；体质量、全长间的遗传相关为0.873，表型相关为0.864；体长、全长间的遗传相关为0.947，表型相关为0.894，遗传相关均表现为高度相关(0.8～1.0属于高度相关[15])；2月龄体长、体质量间的遗传相关为0.828，表型相关为0.917；体质量、全长间的遗传相关为0.820，表型相关为0.932；体长、全长间的遗传相关为0.897，表型相关为0.952，遗传相关均表现为高度相关；4月龄体长、体质量间的遗传相关为0.769，表型相关为0.779；体质量、全长间的遗传相关为0.726，表型相关为0.801；体长、全长间的遗传相关为0.912，表型相关为0.941，其中，体长、体质量间的遗传相关表现为显著相关(0.5～0.8属于显著相关[15])，其余遗传相关表现为高度相关，且3个月龄的红鳍东方鲀幼鱼各生长性状间的表型相关结果均达到极显著水平(P<0.01)。

3 讨论

3.1 红鳍东方鲀实验月龄的选择

通过测定样本的生长数据，可以估计出它们的早期遗传力，实现养殖优化。在实际生产过程中，生长速度是被高度重视的指标[18]，而红鳍东方鲀的养殖周期较长，且性成熟时期较晚，雌、雄个体均需3年龄才能达到性成熟[19]，如不筛选出性状优良的个体则会造成不必要的养殖成本浪费，因此有必要在其早期阶段进行性状筛选[20]。同时，早期选择存在着相关性优势，如Gall G等[21]在对罗非鱼(Oreochromismossambicus)改良育种的研究中，认为通过体长对体质量的间接选育应在幼鱼阶段进行。而目前关于红鳍东方鲀早期阶段的遗传力估计报道相对较少，因此本研究选取的样本均为生长早期阶段的红鳍东方鲀幼鱼。此外，本研究选取的3个月龄均是养殖过程中需要注意的重要时间节点，1、2月龄是苗种交易及进行分流的时刻，4月龄则是剪除牙齿及选取个体进行PIT标记的时刻，因此选择该时间节点进行遗传力估计，有助于进行选择育种[15]。

3.2 红鳍东方鲀遗传力的划分及其影响因素

在水产动物遗传育种中，对遗传力水平未有权威的划分规则，参照家畜育种上的划分原则，将h2<0.15划分为低遗传力、0.150.30划分为高遗传力[22]。因此，本研究中，1月龄幼鱼三项生长性状遗传力均为高遗传力，而2月龄以及4月龄幼鱼三项生长性状遗传力均为中等遗传力。在实际养殖过程中通常对高遗传力性状采用个体或群体表型选择法进行选种，而对低遗传力性状通常采用家系选择法进行育种[23]。

关于鱼类生长性状遗传力的报道情况有很多，如唐瞻杨等[24]对3、4、5月龄的尼罗罗非鱼(Oreochromisniloticus)进行了体质量、全长、体长、头长、躯干长、体高、尾柄长、尾柄高及体宽9个数量性状的遗传力估计；Withler R E 等[25]估计了银鲑(Oncorhynchuskisutch)18月龄的体质量遗传力；Blanc J M等[26]估计了褐鳟(Salmotrutta)6月龄的体质量与体长遗传力；关于鳕鱼(Gadusmorhua)[27]、山女鳟(Oncorhynchusmasoumasou)[28]、全州禾花鲤(Cyprinuscarpiovar.Quanzhouensis)[29]、金鲷(Sparusaurata)[30]以及牙鲆(Paralichthysolivaceus)[31]等鱼类的各项生长性状遗传力估计也有报道。本研究中，红鳍东方鲀的生长性状遗传力在1月龄时达到峰值，之后随着鱼体月龄的增大而逐渐降低，但4月龄的体长和全长遗传力相较于2月龄有了细微程度上升，这与尼罗罗非鱼体质量遗传力变化的整体趋势[24]相同，其在3月龄为0.66，在4月龄时下降到0.17，而5月龄上升为0.25。出现这种情况最有可能的原因是父本效应[9]和母本效应[32]，但本研究所使用的方法无法考虑到两种效应产生的作用。

本研究估计了红鳍东方鲀幼鱼阶段的体质量、体长以及全长的遗传力，而生物的生长性状受到基因与环境的影响较大。本研究中外部条件控制相对得当，但养殖密度仍然成为影响红鳍东方鲀遗传力的重要因素[33]，这种情况在估计脊尾白虾(Exopalaemoncarinicauda)[9]遗传力的过程中也有出现。红鳍东方鲀存在咬尾及互相残杀的天性，这会直接导致其随着时间的推移而养殖密度发生不同程度的改变。有研究表明，在红鳍东方鲀孵出的第6天后，便开始出现互相残杀[34]的现象，但本研究持续时间较长，导致红鳍东方鲀幼苗之间的互相残杀在一定程度上改变了养殖密度，从而造成数据偏差，如在后续跟进家系16的过程中，发现其与其他家系相比存在一定程度的密度降低，因而其体质量、体长以及全长的平均值较高。此外，红鳍东方鲀还存在钻沙潜底的天性[34]，虽然在研究过程中已对其进行实时观测并稳定动态密度，但保持各个家系的密度相同仍具有一定的难度，这些问题需留待后续研究解决。

4 结论

本研究构建了29个红鳍东方鲀全同胞家系，并估计了红鳍东方鲀幼鱼阶段1、2、4月龄的体质量、体长、全长3个数量性状的遗传力，其中1月龄红鳍东方鲀幼鱼的体质量、体长以及全长遗传力分别为0.54、0.39、0.36，均表现为高遗传力；2月龄红鳍东方鲀幼鱼的体质量、体长以及全长遗传力分别为0.28、0.23、0.25，均表现为中等遗传力；4月龄红鳍东方鲀幼鱼的体质量、体长以及全长遗传力分别为0.23、0.29、0.29，均表现为中等遗传力。在选种关键阶段的1、2月龄时期，所有性状数据在表型相关与遗传相关上均达到0.8以上，表现为高度正相关。本研究获得的红鳍东方鲀在早期幼鱼阶段的体质量、体长及全长的生长性状遗传参数，可为红鳍东方鲀的继续选育工作提供参考数据。