李東宇，潘 志，顧志峰，袁顯春，劉旭成，張孟才，魏 淼，廖秀睿

(1.北京市水產技術推廣站,北京 100176;2.海南大學 海洋學院，海口 570228)

0 引言

紅螯螯蝦(Cheraxquadricarinatus)，又稱澳洲淡水龍蝦，屬于節(jié)肢動物門、甲殼綱、十足目、擬螯蝦科、光殼蝦屬，原產于澳大利亞北部，是目前具有較好養(yǎng)殖潛力和市場前景的淡水經濟蝦類之一[1]。紅螯螯蝦的出肉率約為40%，可食用部分高達60%，其肉質鮮嫩、營養(yǎng)豐富，深受廣大消費者的喜愛，市場需求量也隨之增加[2]。然而，目前紅螯螯蝦在人工繁育時存在抱卵率低、孵化率低、培育率低的問題[3]，其主要原因是抱卵量較少且孵化時間較長，故人工繁育時往往達不到最佳的效果，這嚴重制約了紅螯螯蝦產業(yè)的規(guī)?；l(fā)展。

對紅螯螯蝦進行相關繁殖性狀的選擇育種是有效解決紅螯螯蝦繁育效率較低等問題的方法之一。在實際選育過程中，生物個體繁育能力的強弱一般無法進行直觀判斷，但可通過研究具有可度量性、直觀性的性狀與繁殖性狀的相關性，并篩選出與繁殖性狀關聯(lián)度強的可度量性狀，從而間接對繁殖能力進行判斷，輔助選育工作的進行。

抱卵性狀是紅螯螯蝦最具有代表性的繁殖性狀，而目前鮮見關于紅螯螯蝦可度量性狀與抱卵性狀相關性分析的研究報道。本文在紅螯螯蝦繁育時期隨機抽取抱卵紅螯螯蝦親本，對其形態(tài)性狀、體質量和抱卵性狀開展通徑分析，解析其相關性并建立主要形態(tài)性狀和體質量與抱卵性狀的多元回歸方程，以期為輔助紅螯螯蝦的選擇育種工作的開展奠定基礎。

1 材料與方法

1.1實驗地點和材料

本實驗在北京市水產技術推廣站南繁育種中心的工廠化控溫車間內開展。本實驗所用材料為南繁育種中心同一批次培育的紅螯螯蝦，用于實驗的紅螯螯蝦均活潑健康，發(fā)育成熟，形態(tài)完整。實驗材料總體樣本數(shù)量為雄蝦300尾，25～200 g，平均體質量為(106.36±45.54)g；雌蝦300尾，體質量30～150 g，平均體質量為(84.56±16.87)g。

1.2抱卵蝦的獲取方法

本實驗開始前，將所有雌雄紅螯螯蝦分開，并進行繁殖前的營養(yǎng)強化。強化培養(yǎng)時，15個12 m2的水泥池要放置足量的遮蔽物，每池放養(yǎng)40尾紅螯螯蝦，并保證充足的溶氧和適宜的溫度。每天早中晚各投喂一次餌料，餌料種類為親蝦人工配合飼料和新鮮的魷魚肉條。每天吸取糞便、打撈殘餌和死蝦，每周換水兩次，每次換水量為1/3左右，強化培養(yǎng)時間為30 d。

強化培養(yǎng)結束后，將所有雌蝦撈出，每個單獨放入相同規(guī)格的水族箱內，隨后按雌雄比例1∶1放入體型相配的雄蝦，進行紅螯螯蝦的人工繁殖。水族箱的長×寬×高為50 cm×50 cm×50 cm，總數(shù)量為100個。配對繁殖期間，保持溶氧充足，溫度維持在28 ℃左右。每個水族箱每天投喂相同次數(shù)，每次不要過多投喂，以保證實驗蝦全部達到飽食投喂程度。配對繁殖期間，定期吸取糞便并補水，同時每天檢查是否有抱卵蝦，發(fā)現(xiàn)抱卵蝦后，需輕輕撈出并吸干體表水分，隨后采集實驗數(shù)據。在實驗期間要盡量減少環(huán)境、攝食等外因對紅螯螯蝦抱卵的影響，以保證實驗結果的準確性。至本實驗結束時，共計采集100尾抱卵紅螯螯蝦的性狀參數(shù)數(shù)據。

1.3數(shù)據測量和分析方法

1.3.1各性狀測量方法

用游標卡尺測量每尾抱卵紅螯螯蝦的體長(X2)、頭胸甲長(X3)、頭胸甲寬(X4)、腹節(jié)全長(X5)、第一腹節(jié)長(X6)、第一腹節(jié)寬(X7)，測量精度為0.01 mm，具體測量操作參考陳紅林等[4]和張龍等[5]的測量方法。用吸水紙擦干紅螯螯蝦表面后，以手工的方法輕輕將其卵粒剝離，隨后用電子天平稱量其體質量(X1)和總卵濕質量(Y3)，并統(tǒng)計和判斷其抱卵量(Y1)、相對抱卵量(Y2)、單卵濕質量(Y4)和卵色，測量精度為0.01 g。相對抱卵量和單卵濕質量的計算公式分別如下所示：

(1)

(2)

1.3.2數(shù)據分析方法

用EXCEL軟件對抱卵紅螯螯蝦各性狀測量數(shù)據進行整理，得到平均值、標準差和變異系數(shù)，獲得各性狀參數(shù)統(tǒng)計量。用SPSS 22.0軟件對因變量數(shù)據進行正態(tài)性檢驗和校正，對各性狀進行相關性分析，采用多元回歸方法構建方程，并剔除對抱卵性狀不顯著的可度量性狀，而后對顯著的可度量性狀進行通徑分析并計算決定系數(shù)。具體數(shù)據計算參考Stevens[6]、杜家菊和陳志偉[7]的計算方法。

2結果與分析

2.1紅螯螯蝦不同卵色之間抱卵性狀的差異性分析

紅螯螯蝦卵在不同發(fā)育時期有著肉眼可見的不同顏色顯現(xiàn)[8]。本實驗過程中，共采集米黃、橘紅和黑褐3種卵色。將3種卵色兩兩相配依次進行其抱卵性狀間的獨立樣本t檢驗，結果表明不同卵色之間抱卵性狀的差異性不顯著(P>0.05)。紅螯螯蝦不同卵色之間抱卵性狀的差異性分析詳見表1。

表1 紅螯螯蝦不同卵色之間抱卵性狀的差異性分析

表1 (續(xù))

2.2抱卵紅螯螯蝦各性狀參數(shù)統(tǒng)計

本實驗所用抱卵紅螯螯蝦各性狀的平均值、標準差和變異系數(shù)如表2所示。其中，平均抱卵量為697.8個，平均總卵濕質量為5.10 g。抱卵紅螯螯蝦的抱卵量(Y1)、相對抱卵量(Y2)、總卵濕質量(Y3)和單卵濕質量(Y4)的變異系數(shù)分別為34.3%、14.2%、36.88%和20.5%，其他性狀的變異系數(shù)在12.5%～33.2%之間，其中總卵濕質量的變異系數(shù)最大，其次為抱卵量。

表2 抱卵紅螯螯蝦各性狀參數(shù)統(tǒng)計(N=100)

2.3抱卵紅螯螯蝦各性狀間的相關性分析

本實驗抱卵紅螯螯蝦各性狀間的相關性分析如表3所示。對于紅螯螯蝦而言，各可度量性狀之間以及可度量性狀與其抱卵量和總卵濕質量的相關性均為正相關且達到極顯著水平(P<0.01)。其中：與抱卵量(Y1)的相關性最大的為頭胸甲寬(X4)，其次為體質量(X1)；與相對抱卵量(Y2)相關性最大的為抱卵量(Y1)；與總卵濕質量(Y3)相關性最大的為抱卵量(Y1)，其次為第一腹節(jié)寬(X7)、體質量(X1)；與單卵濕質量(Y4)相關性最大的為總卵濕質量(Y3)。

表3 抱卵紅螯螯蝦各性狀間的相關性分析

表3 (續(xù))

2.4紅螯螯蝦形態(tài)性狀和體質量與其抱卵性狀的回歸分析

以抱卵量和總卵濕質量為因變量，形態(tài)性狀和體質量為自變量，進行逐步回歸分析，建立紅螯螯蝦形態(tài)性狀和體質量與其抱卵性狀的最優(yōu)回歸方程如下：

Y1=-493.854+29.551X4+4.054X1，R2=0.800，

(3)

Y3=-6.778+0.370X7，R2=0.665。

(4)

本實驗各方程回歸系數(shù)檢驗如表4所示，其中各方程的截距和回歸系數(shù)均達到顯著或極顯著水平(P<0.05)，說明各方程的自變量與因變量都是顯著的線性關系。各方程回歸方差分析如表5所示，其中各方程的F檢驗顯著性均達到極顯著水平(P<0.01)，表明所建立的回歸方程成立。

表4 紅螯螯蝦可度量性狀與其抱卵性狀回歸方程的系數(shù)檢驗

表5 紅螯螯蝦可度量性狀與其抱卵性狀回歸方程的方差分析

2.5紅螯螯蝦主要形態(tài)性狀和體質量對其抱卵性狀的通徑分析

簡單的表型相關并不能很好地反映性狀間的本質關系,而通徑分析則是解決此類問題的更有效途徑[9]。本實驗紅螯螯蝦主要形態(tài)性狀和體質量對其抱卵量和總卵濕質量的通徑分析結果詳見表6。

表6 紅螯螯蝦主要可度量性狀對其抱卵量和總卵濕質量的通徑分析

對抱卵量(Y1)性狀而言，對其直接作用最大的可度量性狀為頭胸甲寬(X4)，其次為體質量(X1)；體質量(X1)通過頭胸甲寬(X4)最大程度地間接影響抱卵量，間接通徑系數(shù)為0.471，其次為頭胸甲寬(X4)通過體質量(X1)間接影響抱卵量，間接通徑系數(shù)為0.402。對總卵濕質量(Y3)性狀而言，對其直接作用最大的形態(tài)性狀為第一腹節(jié)寬(X7)，且沒有對其產生間接影響的形態(tài)性狀。

2.6紅螯螯蝦主要形態(tài)性狀和體質量對其抱卵性狀的決定系數(shù)分析

決定系數(shù)是通徑分析中的決策指標，其可將自變量對因變量的綜合作用進行排序，確定主要決定變量和主要限制變量[10]。本實驗紅螯螯蝦主要形態(tài)性狀和體質量與其抱卵量和總卵濕質量的決定系數(shù)分析如表7所示。

表7 紅螯螯蝦主要可度量性狀對其抱卵量和總卵濕質量的決定系數(shù)分析

對抱卵量(Y1)性狀而言，單一可度量性狀對其抱卵量決定程度最高的是頭胸甲寬(X4)，決定系數(shù)為0.238，其次是體質量(X1)，決定系數(shù)為0.173，且體質量(X1)和頭胸甲寬(X4)對其抱卵量的共同決定程度為最大，決定系數(shù)為0.392。對總卵濕質量(Y3)性狀而言，第一腹節(jié)寬(X7)對其總卵濕質量的單一決定程度最高，決定系數(shù)為0.669，不存在對其產生共同決定作用的多個形態(tài)性狀。

3討論

3.1紅螯螯蝦不同卵色差異對其抱卵性狀的影響

甲殼綱十足目的大多數(shù)蝦蟹類動物在繁殖時均采用抱卵的方式，其受精卵自產出后就附著于親體腹部，并完成胚胎發(fā)育過程直至孵化[11]。在此過程中，受精卵會隨著其發(fā)育進程有著顏色上的變化，此類現(xiàn)象在羅氏沼蝦[12]、克氏原螯蝦[13]、中華絨螯蟹[14]等的胚胎發(fā)育研究中均有所體現(xiàn)。在本研究中，紅螯螯蝦所抱受精卵存在米黃、橘紅和黑褐3種卵色，為了確定卵色對其抱卵性狀有無影響，本研究開展了3種卵色兩兩相配依次進行其抱卵性狀間的獨立樣本t檢驗，其結果表明不同卵色之間抱卵性狀的差異性不顯著(P>0.05)。依據羅文[15]對紅螯螯蝦胚胎發(fā)育的研究結果，紅螯螯蝦受精卵在胚胎發(fā)育早期呈黃色，隨后逐漸演變?yōu)殚偌t色和黑褐色，且這種顏色的改變可能與其卵黃營養(yǎng)物質的代謝有關，與親體的性狀無關。此外，Hsin-Sheng等[16]的研究表明，紅螯螯蝦卵孵化過程中會逐漸有一定數(shù)量的卵損失，造成這種現(xiàn)象的原因可能主要有兩個方面：一是雌蝦主動剔除未受精或停止發(fā)育的死卵；二是雌蝦抱卵過程中受到外部因素驚嚇而掉卵。在本研究中，紅螯螯蝦抱卵的外部條件和水質條件均保持在最佳狀態(tài)，極大地減少了卵損失的情況出現(xiàn)。由此可以佐證本研究中卵色對其抱卵性狀無影響，因此本實驗后續(xù)的數(shù)據處理將不同卵色的性狀數(shù)據放在一起進行統(tǒng)一分析。

3.2影響紅螯螯蝦抱卵量和總卵濕質量的主要可度量性狀的確定

根據通徑分析原理和相關系數(shù)組成效應[17]，將可度量性狀對抱卵性狀的影響效應分為直接作用和間接作用，則可以明確主要形態(tài)性狀和體質量對其抱卵性狀的影響程度。

在本研究中，相關分析表明,抱卵紅螯螯蝦各可度量性狀與其抱卵量和總卵濕質量的相關性均為正相關，且達到極顯著水平(P<0.01)，說明紅螯螯蝦雌蝦個體規(guī)格越大其抱卵量和總卵濕質量趨向于增加的趨勢，這與王仁杰等[18]和Hamasaki等[19]對三疣梭子蟹抱卵量相關性研究的結果類似。進一步的通徑分析和決定系數(shù)分析顯示，對抱卵量直接作用和決定程度最大的可度量性狀為頭胸甲寬，其次為體質量；對總卵濕質量直接作用和決定程度最大的形態(tài)性狀為第一腹節(jié)寬。這表明頭胸甲寬和體質量是影響紅螯螯蝦抱卵量的主要性狀，而第一腹節(jié)寬對紅螯螯蝦總卵濕質量的影響有著決定性作用。王志錚等[20]在日本沼蝦表型性狀對其個體繁殖力影響效應的研究中指出，蝦類頭胸部為感覺、攝食、消化、血循、排泄和運動的中心，在其生命代謝活動中具有重要作用。因此，在蝦類繁殖階段，頭胸部表型性狀可以決定其營養(yǎng)利用與轉化效率，進而對個體繁殖能力產生影響，這可能是造成紅螯螯蝦頭胸甲寬性狀對其抱卵量有著決定性作用的原因之一。王守紅等[21]在克氏原螯蝦卵粒大小與孵化率相關性的研究中發(fā)現(xiàn)，卵粒質量與卵徑呈正相關，即卵粒質量會隨著卵徑的增大而增加，而更大的抱卵空間則會為更飽滿的卵粒提供條件。因此，在本研究中，紅螯螯蝦第一腹節(jié)寬性狀可以通過決定其抱卵空間的大小而成為影響總卵濕質量的主要性狀。

相關指數(shù)(R2)表示利用回歸方程進行預測的可靠程度，當其達到0.85及以上時說明影響因變量的主要自變量已經找到[22]。在本研究中，所建立的紅螯螯蝦可度量性狀與其抱卵量和總卵濕質量的回歸方程的相關指數(shù)僅分別為0.800和0.665，這可能是由于個體繁殖性狀屬低遺傳力，受種質遺傳特性和外界環(huán)境條件雙重影響而導致相關指數(shù)較低[20,23]。另外，本研究中各方程的回歸系數(shù)檢驗和回歸方差分析均達到顯著水平，也進一步驗證了各方程的可靠性，說明方程中紅螯螯蝦的可度量性狀可以作為影響其抱卵量和總卵濕質量的主要因素。

3.3對紅螯螯蝦人工繁育和選擇育種的指導作用

紅螯螯蝦的抱卵量、總卵濕質量等抱卵性狀可以決定其孵化量、出苗量和苗質量，影響人工繁育的產出和效率[24]。在本研究中，通徑分析和決定系數(shù)分析的結果相一致，得出的共同結論為：對紅螯螯蝦抱卵量性狀選育時，應針對其頭胸甲寬和體質量進行選擇；對紅螯螯蝦總卵濕質量性狀選育時，主要針對其第一腹節(jié)寬進行選擇。另外，在紅螯螯蝦人工繁育過程中，可以通過比較體質量、頭胸甲寬和第一腹節(jié)寬性狀來決定雌蝦的選擇，也可以通過本研究所建立的回歸方程來預測抱卵蝦的產能。以上研究結果可作為紅螯螯蝦親本性狀選擇和形態(tài)輔助育種的理論依據。