白曉倩 楊 陽 鄒李昶, 任夙藝 劉達博 劉祖毅 王志錚①

(1. 浙江海洋學院 舟山 316022; 2. 余姚市水產技術推廣中心 余姚 315400; 3. 嵊泗縣海洋與漁業(yè)局 嵊泗 202450)

貝殼表型作為貝類外部形態(tài)信息的綜合反映和種質遺傳規(guī)定性的外在體現, 不僅可為貝類種類鑒別和生長性能評估提供證據支持, 也可為貝類品系辨析和種質遺傳特性研究提供重要線索。因此, 利用多元統計方法探析決定目標養(yǎng)殖貝類貝體框架特征的變量組合, 對于提高貝類種間分類的精細化程度、指導地理種群形態(tài)量化標記的構建和種質變異程度評估具有重要的學術研究價值。

嵊泗列島海域既是我國厚殼貽貝(Mytilus coruscus)的重要原產地, 也是浙江省貽貝養(yǎng)殖重點區(qū)域。研究發(fā)現, 同域分布或養(yǎng)殖的貽貝科種類間普遍存在雜交或漸滲(introgressive hybridization)現象(Andersonet al, 1938; McDonaldet al, 1988; Sarveret al, 1991,1993; Rawsonet al, 1996; Inoueet al, 1997; Comesanaet al, 1999; Hilbishet al, 2002; Toroet al, 2002; Carenet al, 2006); 近年來, 形態(tài)、出肉率和口感介于厚殼貽貝與紫貽貝(Mytilus edulis)之間的“雜交貽貝”在嵊山列島貽貝養(yǎng)殖海區(qū)也時有采獲(張義浩等, 2003),經查上述兩種貽貝已在該養(yǎng)殖區(qū)域發(fā)生了雜交與基因漸滲(沈玉幫等, 2006)。因此, 從定量水平弄清厚殼貽貝、紫貽貝和“雜交貽貝”貝體框架特征間的本質差異, 無疑對于切實規(guī)避種間種質污染具現實意義,但迄今國內外有關貝類相近種間貝體框架特征差異的系統研究尚未見報道。鑒于此, 本文作者于2011年10月22日以人工培育的2+齡厚殼貽貝同生群養(yǎng)殖個體(野生親貝源自非養(yǎng)殖海區(qū), 稚貝出池時間為2009年6月、海區(qū)中間培育時間為2009年6月至2010年4月, 大規(guī)格苗種筏式養(yǎng)殖起始時間為2010年4月)、同域生長的1+齡紫貽貝同生群養(yǎng)殖個體(苗種源自大連海區(qū))以及混于厚殼貽貝和紫貽貝養(yǎng)殖筏架中的“雜交貽貝”為實驗對象, 采用多元統計方法開展了上述3種貽貝貝體框架特征的差異研究, 以期為嵊泗本地厚殼貽貝的種質保護和“雜交貽貝”雜種生長優(yōu)勢的利用提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 樣品來源

本研究所用樣品均取自嵊泗縣金盟海水養(yǎng)殖專業(yè)合作社在枸杞島干斜村鄰近海域(32°42’16’—32°42’38’N, 122°45’29’—122°45’53’E)的貽貝養(yǎng)殖筏架。

1.2 樣品貝體框架性狀參數值的測定

樣品運回實驗室后各隨機選取其中殼形完整的112枚活體作為測定群體。測定樣品經清除殼表附著物后, 用電子數顯游標卡尺(精度0.02mm)測量殼長SL(殼前、后端間的最大水平距離)、殼寬SW(左右兩殼緊密時的最大距離), 并在殼內面逐一編號保存?zhèn)溆? 采用掃描像素法(李寶光等, 2006)依次測量殼高SH (BD, 殼背、腹間的最大垂直距離)以及線段OA(殼頂至韌帶末端的直線距離)、OB(殼頂至殼背緣最高點的直線距離)、OC(殼頂至殼后端最遠點的直線距離)、OD(殼頂至殼高性狀在腹緣的落點的直線距離)、AB(韌帶末端至殼背緣最高點的直線距離)、BC(殼背緣最高點至殼后端最遠點的直線距離)、CD(殼后端最遠點至殼高性狀在腹緣的落點的直線距離)等8個貝體框架性狀。具體測量部位如圖1所示。

1.3 分析方法

圖1 實驗貝貝體框架性狀的測量部位Fig.1 The measurements of the morphological traits of Mytilus

整理所測結果, 計算三種實驗貝各項貝體框架特征指標的均值、標準差和變異系數后, 采用LSD多重比較法檢驗組間差異顯著性(P＜0.05視為顯著水平); 根據三種實驗貝各項貝體框架特征指標均值計算歐氏距離, 并度量和評價三者間貝體形態(tài)特征的相似程度(P＜0.05視為顯著水平); 根據所有實驗樣本貝體框架特征指標的均值進行主成分分析和判別分析, 其中主成分分析以特征值大于1且累計貢獻率大于80%為原則確定主成分(PC)的提取個數, 采用逐步導入剔除法進行判別分析, 并參照李思發(fā)等(2005)的方法計算判別準確率(P1為某種實驗貝判別正確的個體數占該貝實測總個數的百分比,P2為某種實驗貝判別正確的個數占判入該實驗貝的總個數的百分比)和綜合判別率(P為各實驗貝判別正確的個數之和占實測總個數的百分比)驗證所建判別方程組的可靠性。上述計算均借助SPSS 17.0軟件來實現。

2 結果與分析

2.1 三種實驗貝間貝體框架特征的差異比較

由表1可見, 三種實驗貝在貝體框架特征上均存在一定程度的差異, 主要表現為: (1)L1、L3均呈紫貽貝＞厚殼貽貝＞“雜交貽貝”(P＜0.05),L2、L4、L8和L9均呈“雜交貽貝”＞紫貽貝＞厚殼貽貝(P＜0.05),L5、L7均呈“雜交貽貝”＞紫貽貝≈厚殼貽貝,L6呈厚殼貽貝＞紫貽貝＞“雜交貽貝”(P＜0.05), 即在本研究所涉9項貝體框架特征指標中, 厚殼貽貝與紫貽貝間有2項指標無差異(P＞0.05), 兩者相似性指數達22.22%, 而“雜交貽貝”與紫貽貝和厚殼貽貝的指標相似性指數則均為0; (2) 在本研究所涉9項貝體框架特征指標中,三種實驗貝變異系數大于10%的指標均僅為1項, 其中厚殼貽貝和紫貽貝均為L7, 而“雜交貽貝”則為L3。綜上可知, 三種實驗貝在貝體框架特征上具良好的區(qū)分度, 尤以“雜交貽貝”為甚。

2.2 三種實驗貝間貝體框架特征的相似程度比較

歐氏距離系指n維空間中兩點之間的真實距離,故常被作為度量和評價兩信息間相似程度的重要指標。為進一步揭示本研究所涉三種實驗貝間貝體框架特征的相似程度, 據表1中各項貝體框架特征指標的均值分別計算實驗貝間的歐氏距離得表2。由表2可見, 厚殼貽貝與紫貽貝間的歐氏距離最短(P＜0.05),僅為0.160; 厚殼貽貝與“雜交貽貝”間和紫貽貝與“雜交貽貝”間的歐氏距離相近(P＞0.05), 分別為0.452和0.418。表明“雜交貽貝”在貝體框架特征上均顯著乖離于紫貽貝和厚殼貽貝(P＜0.05), 其與紫貽貝、厚殼貽貝間貝體框架特征的相似程度均遠低于紫貽貝與厚殼貽貝。

表1 三種實驗貝的貝體框架特征指標Tab.1 Frame characteristic indexes of three species of Mytilus

表2 三種實驗貝貝體框架特征指標間的歐氏距離Tab.2 The Euclidean distance of frame characteristics among three species of Mytilus

2.3 三種實驗貝貝體框架特征的主成分分析

運用SPSS 17.0軟件對貝體框架特征指標進行Bartlett球形檢驗和KMO適合度檢驗, 發(fā)現其相關系數矩陣與單位陣有顯著差異(P=0.00＜0.05)且適合度尚可(KMO=0.71＞0.70), 表明本研究所涉貝體框架特征指標適合做因子分析, 即有進一步做主成分分析的必要性。

由表3可見, 所列3個主成分的特征值均大于1且方差累計貢獻率達82.928%, 故可認定它們?yōu)槟芨爬ū狙芯克?種實驗貝貝體框架特征差異的公共因子。其中, PC1的貢獻率最大(41.458%)且遠高于貢獻率相近的PC2(21.943%)和PC3(19.527%)。將載荷絕對值P＞0.5的變量確定為主要影響變量, PC1正相關主要變量的影響力排序為L8＞L7＞L9＞L2, 負相關主要變量的影響力排序為L3＞L6; PC2正相關主要變量的影響力排序為L4＞L6, 負相關主要變量僅為L9; PC3正相關主要變量的影響力排序為L1＞L3＞L4, 無負相關主要變量。由此可知, 貢獻率的大小跟各公共因子所包含的主要影響變量個數的多寡密切相關, 其中PC1不僅正相關和負相關主要影響變量個數均最多, 而且所有載荷絕對值達到0.75以上的主要影響變量也均僅存在于PC1中, 無疑其在標定本研究所涉3種實驗貝貝體框架特征差異上具重要作用。

表3 三種實驗貝貝體框架特征的主成分分析Tab.3 The principal component analysis of frame characteristics in three species of Mytilus

為進一步闡釋PC1在標定3種實驗貝貝體形態(tài)差異上的重要性, 分別繪制PC1與PC2和PC3間的得分散布圖(圖2)。由圖2可見, 厚殼貽貝和“雜交貽貝”沿FAC1軸自左向右分別占據各自相對獨立的區(qū)域,紫貽貝混于兩者之間不易被區(qū)分, 而在FAC2和FAC3軸上紫貽貝、厚殼貽貝和“雜交貽貝”三者間均有較大程度的重疊。無疑, 本研究所提取到的三個主成分中惟有PC1蘊含著可較清晰標定厚殼貽貝和“雜交貽貝”間貝體框架特征差異的關鍵變量, 而要區(qū)分紫貽貝與厚殼貽貝和“雜交貽貝”貝體框架特征間的差異則需依賴PC1、PC2和PC3間相互結合才能最終標定。

圖2 三種實驗貝貝體框架特征的主成分散布圖Fig.2 The scatter diagram of principal component of frame characteristics in three species of Mytilus

2.4 三種實驗貝貝體框架特征的判別分析

采用逐步導入剔除法, 從9個貝體框架特征變量中篩選出對判別貢獻較大的L1、L3、L4、L5、L6和L7等6個變量進行判別分析,F檢驗表明各變量均達到極顯著水平(P＜0.01)。根據上述6個變量建立研究所涉各實驗貝的Fisher分類函數方程組于表4, 經驗證, 厚殼貽貝、紫貽貝和“雜交貽貝”的判別準確率依次為94.6%、94.6%和100%, 綜合判別準確率為96.4% (表5)。另外,所繪制的典型判別函數判別得分散布圖(圖3), 也進一步表征了上述判別分析的可靠性。

表4 三種實驗貝貝體框架特征Fisher分類函數方程組的各項自變量系數及常數項Tab.4 The coefficient of variables and constant of the Fisher classification functions of frame characteristics in three species of Mytilus

表5 三種實驗貝貝體框架特征的判別分類結果Tab.5 The discrimination classification of frame characteristics in three species of Mytilus

圖3 三種實驗貝貝體框架特征的典型判別函數判別得分散布圖Fig.3 The scatter diagram of discriminant score of the Fisher classification functions of frame characteristics in three species of Mytilus

3 討論

3.1 “雜交貽貝”貝體框架特征乖離紫貽貝和厚殼貽貝的原因

貽貝屬種類系典型的濾食性附著生活型經濟貝類。其外套膜屬二孔型, 即具作為排泄糞便和廢物出口的肛門孔與作為水流和食物進入通道的鰓足孔,兩者均位于貝體后端(蔡英亞等, 1979; 王如才等,1993)。由圖1可見, 實驗貝貝體框架四邊形ABCD內含外套腔、鰓足孔、肛門孔、直腸、肛門以及鰓區(qū)的大部分, 為其濾食功能區(qū)水平剖面; △OAD內含唇瓣、口裂、食道、胃、消化盲囊和腸, 為其消化功能區(qū)水平剖面。因此, 表4中以L2、L7、L8和L9為正相關核心變量的PC1為與濾食功能區(qū)水平剖面占比相關的貝體框架因子, 以L4、L6為正相關核心變量的PC2為與消化功能區(qū)水平剖面占比相關的貝體框架因子, 以L1、L3和L4為正相關核心變量的PC3為與消化功能區(qū)垂直剖面占比相關的貝體框架因子。上述3個公共因子所涵蓋的體現實驗對象組間差異的濾食功能區(qū)水平剖面、消化功能區(qū)水平與垂直剖面等一系列特征信息, 揭示了貝體濾食功能區(qū)與消化功能區(qū)空間配置狀況是引起本研究所涉3種實驗貝間貝體框架特征差異的主因, 從而客觀地反映了貝體濾食功能區(qū)與消化功能區(qū)空間配置狀況對實驗貝生長速度和養(yǎng)成周期差異影響的形態(tài)重要性。

表1所顯現的本研究所涉3種實驗貝貝體框架特征差異, 也充分支持了上述濾食功能區(qū)與消化功能區(qū)配置狀況為影響貝體框架特征差異主因的觀點,即: (1) 已有的研究表明, 貽貝屬種類對餌料種類無選擇性, 只要顆粒大小適合即可(蔡英亞等, 1979; 王如才等, 1993), 故貝體濾食功能區(qū)占比值的高低將直接決定其濾食功能的強弱。由表1可見, PC1正相關核心變量L2、L8和L9均呈“雜交貽貝”＞紫貽貝＞厚殼貽貝(P＜0.05), 僅L7呈“雜交貽貝”＞紫貽貝≈厚殼貽貝, 表明三者濾食功能強度應呈“雜交貽貝”＞紫貽貝＞厚殼貽貝(P＜0.05); (2) PC2正相關核心變量L4、L6分別呈“雜交貽貝”＞紫貽貝＞厚殼貽貝 (P＜0.05)和厚殼貽貝＞紫貽貝＞“雜交貽貝”(P＜0.05), PC3正相關核心變量L1、L3均呈紫貽貝＞厚殼貽貝＞“雜交貽貝”(P＜0.05),L4呈“雜交貽貝”＞紫貽貝＞厚殼貽貝(P＜0.05), 各實驗貝上述正相關核心變量均值均呈L4＞L6＞L3＞L1(P＜0.05), 且PC2貢獻率與PC3相近的結果(表1, 表3), 表明三者貝體消化功能區(qū)占比值呈紫貽貝＞“雜交貽貝”≈厚殼貽貝; (3) 本研究所提取的三個主成分中PC1(41.458%)≈PC2(21.943%) + PC3(19.527%)的結果(表4), 表明濾食功能區(qū)水平剖面占比與消化功能區(qū)占比在對實驗貝貝體框架特征的影響上具同等重要性。上述分析既與本研究樣本采集地嵊泗列島紫貽貝的生長速度和性成熟速度均明顯較厚殼貽貝快的事實(張義浩等, 2003; ?？姑赖? 2008)相吻合, 也與該海域浮游植物豐富(歐陽怡然等, 1993;張義浩, 2003), 濾食性貝類對攝食率具有很強的調節(jié)能力, 在食物保障較充足時往往會出現因來不及消化而直接將未經消化的活餌以“假糞”形式成簇散失于體外(王偉定等, 2008), 以使其攝食率在餌料濃度較高時始終保持在一定的水平的情形(Aldridgeet al,1995; Jinet al, 1996; 董波等, 2000), 以及常抗美等(2008)研究發(fā)現正交F1代(厚殼貽貝♂×紫貽貝♀)生長性能指標與紫貽貝相當而顯著高于厚殼貽貝(P＜0.05)的結果相符, 進一步揭示了本研究所涉“雜交貽貝”通過顯著提高濾食功能區(qū)占比值來強化其雜種生長優(yōu)勢的本質。無疑, 表2中厚殼貽貝與紫貽貝間的歐氏距離最短(P＜0.05), 而厚殼貽貝與“雜交貽貝”間和紫貽貝與“雜交貽貝”間的歐氏距離相近(P＞0.05)的結果, 也充分反映了貽貝貝體濾食功能區(qū)占比較消化功能區(qū)占比對種間貝體框架特征相似性程度更具影響力的實質。

3.2 紫貽貝、厚殼貽貝、“雜交貽貝”貝體框架特征間關鍵判別指標組合的認定

“雜交貽貝”各項貝體框架特征指標值與紫貽貝和厚殼貽貝均具顯著差異(P＜0.05), 紫貽貝與厚殼貽貝間的歐式距離最短(P＜0.05), 而“雜交貽貝”與紫貽貝和“雜交貽貝”與厚殼貽貝間的歐式距離相近的結果(表1, 表2), 并不妨礙“雜交貽貝”與紫貽貝間,以及紫貽貝與厚殼貽貝間在主成分FAC1、FAC2和FAC3軸上均有較大程度重疊, 而惟有FAC1軸上可將“雜交貽貝”和厚殼貽貝較清晰分開的事實(圖2),既客觀反映了“雜交貽貝”和厚殼貽貝在FAC1軸上隔離的情形緣于兩者在貝體濾食功能區(qū)水平剖面PC1占比值間存在巨大差異的實質, 也深刻揭示了因紫貽貝與“雜交貽貝”間在貝體濾食功能區(qū)水平剖面和消化功能區(qū)占比值差異上均未達到可完全分離的程度, 致使兩者在FAC1、FAC2和FAC3軸上出現相互干擾的本質(表1, 表2, 圖2), 更進一步指示了PC1、PC2和PC3主要正相關變量在判別本研究三種實驗貝歸屬問題時存在信息缺損和重疊的情形, 故須通過判別分析在補充缺損變量的同時, 剔除相關重疊變量加以校正, 以提高判別的準確性。由圖1可見, 四邊形OACD和OBCD共同決定著實驗貝貝體水平剖面的總體框架特征, 故以殼頂O為基準的基本線段OA、OB、OC和OD勢必成為構筑實驗貝貝體水平剖面總體框架的形態(tài)學幾何信息要素?；诨揪€段OC受同一框架屬性變量SL的掩蓋而缺損,線段CD、SH(BD)和BC的形態(tài)學幾何信息已在基本線段OA、OB、OC和OD組合中獲得體現之考量, 筆者認為本研究所涉實驗貝間貝體框架特征的關鍵判別變量組合應為L1(SW/SL)、L3(OA/SL)、L4(OB/SL)、L5(OC/SL)、L6(OD/SL)和L7(AB/SL)。

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