閆卉果， 董智玲， 李雨， 馬婷婷，羅輝，2， 葉華，2， 何文平，2

1.西南大學(xué) 水產(chǎn)學(xué)院，重慶 400715；2.淡水魚類資源與生殖發(fā)育教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400715

巖原鯉Procyprisrabaudi俗稱黑鯉魚或巖鯉，隸屬于鯉形目Cypriniformes、鯉科Cyprinidae、原鯉屬Procypris，主要分布在我國長江上游和金沙江中下游.巖原鯉屬于中國特有物種[1]，其肉質(zhì)細(xì)嫩鮮美、含肉率高、肌間刺少，是人們喜愛的名優(yōu)經(jīng)濟(jì)魚類[2].研究表明，由于過度捕撈和水域環(huán)境的污染，巖原鯉的野生資源量日益減少；且人工養(yǎng)殖規(guī)模有限、生長速度緩慢等原因?qū)е聨r原鯉無法滿足市場需要[3].巖原鯉野生種群在2021年被《國家重點(diǎn)保護(hù)野生動物名錄》列為二級保護(hù)動物，是我國重要的水產(chǎn)種質(zhì)資源和遺傳物種基因庫，為滿足巖原鯉市場化開發(fā)、種群保護(hù)，推動其產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，良種選育迫在眉睫.

選擇性育種對改善養(yǎng)殖動物的重要經(jīng)濟(jì)性狀具有積極的推動作用，在魚類選擇性育種中通常將體質(zhì)量作為定向選育的目標(biāo)特征，直接反映魚類的生產(chǎn)性能[4-5].然而，體質(zhì)量很容易受到基因連鎖、多效性、體表殘留水分和腸道飼料殘留的影響[6-7]，在實(shí)際育種過程中只以體質(zhì)量為選育目標(biāo)難以獲得可靠的結(jié)果，故利用魚類體質(zhì)量與形態(tài)特征的數(shù)量關(guān)系，把重點(diǎn)特征納入選擇指數(shù)，對魚類優(yōu)良品種的選育具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[8-11].目前，在魚類[12-14]、蝦類[15-17]、蟹類[18-19]及貝類[20-21]等水生經(jīng)濟(jì)動物中，形態(tài)特征與體質(zhì)量的關(guān)系已被廣泛研究.更多的是采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來估計(jì)重要經(jīng)濟(jì)特征之間的關(guān)系，如相關(guān)分析、通徑分析和回歸分析.灰色關(guān)聯(lián)分析法是一種衡量各因素之間關(guān)聯(lián)度的方法，分析方法簡單易行、準(zhǔn)確客觀且所需樣本小[22-23]，在作物育種中被廣泛應(yīng)用[24-25]，同時(shí)也應(yīng)用在牙鲆[26]Paralichthysolivaceus、卵形鯧鲹[22]Trachinotusovatus、小黃魚[23]Larimichthyspolyactis和點(diǎn)籃子魚[27]Siganusguttatus等水產(chǎn)動物中，但采用灰色關(guān)聯(lián)分析方法探究巖原鯉形態(tài)特征與體質(zhì)量關(guān)系的文獻(xiàn)還未見報(bào)道.

目前，多元分析在魚類選育中的研究多以成魚為主，在魚類不同生長時(shí)期，形態(tài)特征指標(biāo)的選擇存在差異.不同生長階段形態(tài)特征對體質(zhì)量的影響存在差異.在巖原鯉中僅報(bào)道了6月齡形態(tài)性狀對體質(zhì)量的影響[3]，其他生長階段尚未探究.

20月齡巖原鯉是篩選分池養(yǎng)成的重要時(shí)期，在篩選時(shí)首選生長速度快且形態(tài)正常的魚.因此，本研究通過測定120尾20月齡巖原鯉體質(zhì)量和11個(gè)外部形態(tài)特征，利用灰色關(guān)聯(lián)通徑分析探究巖原鯉形態(tài)特征與體質(zhì)量的關(guān)系，并綜合兩種分析方法的結(jié)果，確定影響巖原鯉體質(zhì)量的主要形態(tài)特征，以期為基于巖原鯉生長特征選育實(shí)踐提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2020年12月在四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水產(chǎn)研究所宜賓基地進(jìn)行，試驗(yàn)魚為基地同批次人工繁殖的20月齡巖原鯉，隨機(jī)選取120尾飼養(yǎng)條件一致的巖原鯉作為試驗(yàn)群體.

1.2 巖原鯉數(shù)據(jù)采集

用100 mg/L的間氨基苯甲酸乙酯甲磺酸鹽麻醉試驗(yàn)魚，用濾紙和干毛巾吸干表面水分后，使用電子天平稱量體質(zhì)量(Y)，精確到 0.01 g.用量魚板、量規(guī)和游標(biāo)卡尺測量11個(gè)與生長相關(guān)的特征，包括全長(X1)、體長(X2)、體高(X3)、體寬(X4)、頭長(X5)、眼后頭長(X6)、眼徑(X7)、吻長(X8)、尾柄長(X9)、尾柄高(X10)和軀干長(X11)，精確到 0.1 cm.

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2016初步統(tǒng)計(jì)各形態(tài)特征測定數(shù)據(jù)，相關(guān)分析采用SPSS 26.0軟件.參照杜家菊等[28]的研究方法進(jìn)行通徑分析，依據(jù)相關(guān)分析結(jié)果和通徑系數(shù)計(jì)算決定系數(shù)[29-30].采用逐步多元回歸分析，構(gòu)造一個(gè)最佳擬合的線性回歸方程.灰色關(guān)聯(lián)分析參考劉永新等[26]的研究方法.

2 結(jié)果與分析

2.1 生長相關(guān)特征的描述性統(tǒng)計(jì)

表1中列出了12個(gè)生長相關(guān)特征的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變化系數(shù).體質(zhì)量(Y)的變異系數(shù)最大(CV=30.66%)，而眼徑(X7)的變異系數(shù)最小(CV=4.79%).體質(zhì)量(Y)的標(biāo)準(zhǔn)偏差最大(SD=14.192)，而眼徑(X7)的標(biāo)準(zhǔn)偏差最小(SD=0.047).

表1 巖原鯉形態(tài)特征及體質(zhì)量的數(shù)據(jù)分析

2.2 生長相關(guān)特征之間的相關(guān)系數(shù)

本文通過相關(guān)性估計(jì)了12個(gè)生長相關(guān)特征之間的關(guān)系(表2)，在所有66個(gè)特征對中都檢測到顯著的正相關(guān)(p<0.01).相關(guān)系數(shù)(r)的范圍從0.394(X4和X7)到0.981(X1和X2)不等.體質(zhì)量(Y)與其他11個(gè)形態(tài)特征之間觀察到顯著正相關(guān)(p<0.01)，r值從0.589(Y和X7之間)至0.970不等(Y和X2).

表2 巖原鯉形態(tài)特征與體質(zhì)量間的相關(guān)分析

2.3 形態(tài)特征對體質(zhì)量的通徑分析

由表3可知，在11個(gè)形態(tài)學(xué)生長相關(guān)的特征中，有3個(gè)(X2，X3和X4)直接對體質(zhì)量有極顯著影響(p<0.01)，有2個(gè)(X1和X10)直接對體質(zhì)量有顯著影響(p<0.05).特征X2對體質(zhì)量有最大的直接影響(Pi=0.358).

表3 巖原鯉形態(tài)特征對體質(zhì)量的通徑分析

2.4 全長、體長、體高、體寬、尾柄高對體質(zhì)量的決定程度分析

形態(tài)特征對體質(zhì)量的決定系數(shù)見表4.X2的單獨(dú)決定系數(shù)最大(0.128)，X2和X3的共同決定系數(shù)最大(0.162).形態(tài)特征與體質(zhì)量的總決定系數(shù)為0.961.由此可見，經(jīng)通徑分析篩選的5個(gè)特征都是影響體質(zhì)量的關(guān)鍵因素.

表4 養(yǎng)殖巖原鯉全長、體長、體高、體寬、尾柄高對體質(zhì)量的決定系數(shù)

2.5 巖原鯉形態(tài)特征與體質(zhì)量多元回歸方程的建立

方差分析結(jié)果顯示(表5)，回歸關(guān)系極顯著(F=571.656，p<0.01).通過以下步驟來估計(jì)體質(zhì)量和其他形態(tài)特征之間的回歸關(guān)系：首先測試不同特征的部分回歸系數(shù)的顯著性，然后逐步去除非顯著的形態(tài)特征.結(jié)果表明，體質(zhì)量與3個(gè)特征(X2，X3和X4)有極顯著的回歸關(guān)系(p<0.01)；與2個(gè)特征(X1和X10)有顯著的回歸關(guān)系(p<0.05).本文構(gòu)造了一個(gè)最佳擬合的線性多元回歸方程，計(jì)算公式為：Y=-93.112+2.094X1+4.063X2+7.623X3+ 4.974X4+7.260X10.回歸分析結(jié)果顯示(表6)，系數(shù)檢驗(yàn)顯著(p<0.05)，說明自變量能有效預(yù)測因變量的變化，即該方程可用于巖原鯉的選擇育種.

表5 多元回歸方程的方差分析

表6 養(yǎng)殖巖原鯉形態(tài)特征非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)顯著性檢驗(yàn)

2.6 巖原鯉形態(tài)特征與體質(zhì)量的灰色關(guān)聯(lián)分析

以體質(zhì)量和形態(tài)特征分別為參考序列和比較序列，所得灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)見表7，灰色關(guān)聯(lián)度見表8.由表8可知，體長(X2)與體質(zhì)量關(guān)聯(lián)度最高(0.897)，其次是全長(X1)、體高(X3)、軀干長(X11)、吻長(X8)、頭長(X5)、尾柄高(X10)、眼后頭長(X6)、尾柄長(X9)、體寬(X4)、眼徑(X7).

表7 巖原鯉形態(tài)特征與體質(zhì)量的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)

表8 巖原鯉形態(tài)特征與體質(zhì)量的灰色關(guān)聯(lián)度

3 討論

3.1 影響巖原鯉體質(zhì)量的主要形態(tài)特征

估計(jì)生長相關(guān)性狀之間的關(guān)系是定量遺傳學(xué)和選擇性育種的一個(gè)重要問題.本研究分析了巖原鯉12個(gè)生長相關(guān)特征之間的相關(guān)性，結(jié)果表明這些特征變化豐富，在測量的形態(tài)特征中體質(zhì)量變異系數(shù)最大，為 30.66%，其他特征變異系數(shù)在 4.79%～15.57%之間，與花鱸[31]Lateolabraxmaculatus、斜帶石斑魚[32]Epinepheluscoioides、卵形鯧鲹[33]Trachinotusovatus和黃鰭金槍魚[34]Thunnusalbacores等研究結(jié)果相近.耿緒云等[8]認(rèn)為魚類育種潛力會隨體質(zhì)量變異系數(shù)升高而增大，說明20月齡巖原鯉的選育潛力較大，可通過選擇育種進(jìn)行良種選育.在本研究中，觀察到所有12個(gè)生長相關(guān)特征均呈顯著正相關(guān)(p<0.01)，意味著在巖原鯉育種過程中，通過選擇另一個(gè)或多個(gè)特征來選擇一個(gè)靶向性狀可行.

相關(guān)分析結(jié)果表明，巖原鯉全長、體長和體高等11個(gè)形態(tài)特征與體質(zhì)量極顯著相關(guān)(p<0.01)，但并非所有形態(tài)特征都是影響體質(zhì)量的主要形態(tài)特征.由于相關(guān)分析得到的相關(guān)系數(shù)只能反映變量之間的綜合關(guān)系，不能真實(shí)反映變量之間的因果關(guān)系，因此本文利用通徑分析來彌補(bǔ)相關(guān)分析的不足，將自變量和因變量的總相關(guān)系數(shù)分為直接效應(yīng)和間接效應(yīng)[3]，可以準(zhǔn)確分析與體質(zhì)量相關(guān)的形態(tài)特征.通徑分析結(jié)果表明，在本研究的11個(gè)形態(tài)學(xué)特征中，有3個(gè)(體長、體高和體寬)對體質(zhì)量有極顯著的直接影響(p<0.01)，有2個(gè)(全長和尾柄高)對體質(zhì)量有顯著的直接影響(p<0.05).其中，體長(X2)對巖原鯉體質(zhì)量的直接影響最大；尾柄高(X10)對體質(zhì)量的直接影響最小；從兩兩作用來看，其他形態(tài)特征通過體長對體質(zhì)量的影響最大.劉峰等[35]對小黃魚Pseudosciaenapolyactis及楊月靜等[36]對齊口裂腹魚Schizothoraxprenanti的研究結(jié)果也表明，體長對體質(zhì)量的直接影響最大.

在相關(guān)分析基礎(chǔ)上進(jìn)行通徑分析和決定系數(shù)分析時(shí)，當(dāng)各自變量對因變量的單獨(dú)決定系數(shù)與及兩兩共同決定系數(shù)之和大于或等于0.85時(shí)，表明影響因變量的主要自變量已納入研究范圍[37].本研究的決定程度分析顯示，體長(X2)對體質(zhì)量的決定系數(shù)最大(0.128)，體長(X2)和體高(X3)的共同決定系數(shù)最大(0.162).體長(X2)、體高(X3)、全長(X1)、體寬(X4)和尾柄高(X10)的共同決定系數(shù)為 0.961，說明這些是影響體質(zhì)量的重要特征.這一結(jié)果與董義超等[31]對花鱸Lateolabraxmaculatus、周康奇等[38]對廣西禾花鯉Procypriscarpio和劉國興等[39]對翹嘴鱖Sinipercachuatsi的研究結(jié)果相似，影響體質(zhì)量的特征集中在魚體的長度、寬度和高度方面.研究結(jié)果也與較大幾何空間有利于魚體營養(yǎng)物質(zhì)貯存的經(jīng)驗(yàn)相符[40].本文還構(gòu)建了一個(gè)最佳擬合的線性多元回歸方程，計(jì)算公式為：Y=-93.112+2.094X1+4.063X2+7.623X3+ 4.974X4+7.260X10，該研究結(jié)果可為巖原鯉選擇育種提供理論支持和相關(guān)測量指標(biāo)，在其良種選育工作中具有重要意義.

3.2 巖原鯉形態(tài)特征與體質(zhì)量關(guān)系的影響因素

曲煥韜等[3]發(fā)現(xiàn)，6月齡巖原鯉的全長、體寬和尾柄高直接影響其體質(zhì)量(7.53±1.88)g，其中全長對體質(zhì)量的影響最大.本研究對巖原鯉首次通過灰色關(guān)聯(lián)分析并結(jié)合通徑分析顯示，體長(X2)對20月齡巖原鯉體質(zhì)量影響最大，原因可能是隨著魚體的生長，尾鰭占全長的比例逐漸降低，所以體長對體質(zhì)量的影響逐漸變大.在本研究中20月齡巖原鯉體高對體質(zhì)量的影響較6月齡的大，通常體高增長可使魚體腹腔體積變大，利于內(nèi)臟器官生長和營養(yǎng)物質(zhì)積累.此外，20月齡巖原鯉體質(zhì)量變異系數(shù)大于6月齡，造成這一差異的原因可能是魚類在生長中存在異速現(xiàn)象，同種魚類不同生長時(shí)期的特征對體質(zhì)量的影響不同.如楊貴強(qiáng)[41]發(fā)現(xiàn)3月、6月、18月和36月齡哲羅鮭體長對體質(zhì)量的影響最大，而12月齡對體質(zhì)量影響最大的則是體寬；孫俊龍等[42]發(fā)現(xiàn)6月齡和12月齡草魚對體質(zhì)量影響最大的特征分別是體高和體長；牙鲆Paralichthysolivaceus在8月齡和14月齡時(shí)有3個(gè)特征對體質(zhì)量的通徑系數(shù)有顯著影響，但這3項(xiàng)特征在對應(yīng)階段并不完全一致[6].此外，在不同養(yǎng)殖環(huán)境中，同種魚形態(tài)特征與體質(zhì)量之間的關(guān)系也存在差異.李俊偉等[43]對四指馬鲅Eleutheronematetradactylum的研究發(fā)現(xiàn)，在室內(nèi)循環(huán)水養(yǎng)殖中叉長、體長和頭長與體質(zhì)量的相關(guān)程度較大，而在池塘養(yǎng)殖中則是尾柄高和全長.由此可見，不同遺傳背景、養(yǎng)殖環(huán)境和生長階段等因素都會導(dǎo)致影響體質(zhì)量的主要性狀不同.因此，育種過程要參考發(fā)育時(shí)期、生長環(huán)境和養(yǎng)殖條件進(jìn)行調(diào)整.

在生物進(jìn)化過程中受基因遺傳和環(huán)境因子的影響，對于同樣體型的魚來說，影響它們體質(zhì)量的特征往往相似.平扁型魚類，影響牙鲆Paralichthysolivaceus體質(zhì)量的主要形態(tài)特征是體高、體厚和體長[44].圓筒型魚類，影響日本七鰓鰻Lampetrajaponica體質(zhì)量的主要形態(tài)特征是全長、吻長和眼后頭長[45].紡錘型魚類，影響尖吻鱸Latescalcarifer體質(zhì)量的主要形態(tài)特征是體長和體高[46].在本研究中，影響巖原鯉體質(zhì)量的主要形態(tài)特征包括體長(X2)、體高(X3)、全長(X1)、體寬(X4)和尾柄高(X10)，與以往影響紡錘型魚體質(zhì)量的研究相似.

3.3 不同分析方法的比較

通徑分析是研究動物形態(tài)特征和體質(zhì)量關(guān)系最常用的方法之一.灰色關(guān)聯(lián)分析適用于小樣本數(shù)據(jù)，同時(shí)也能較好地分析特征間影響程度[23].本研究采用通徑分析和灰色關(guān)聯(lián)分析方法，研究了巖原鯉形態(tài)特征與體質(zhì)量的關(guān)系，通徑分析保留了體長(X2)、體高(X3)、全長(X1)、體寬(X4)和尾柄高(X10)這5個(gè)形態(tài)特征，采用灰色關(guān)聯(lián)分析法得出與體質(zhì)量關(guān)聯(lián)度較高的 5個(gè)形態(tài)特征有體長(X2)、全長(X1)、體高(X3)、軀干長(X11)和吻長(X8).不同分析方法對數(shù)據(jù)的要求及原理不同，得出的結(jié)果并不完全一致.盡管兩種方法得到的形態(tài)特征對體質(zhì)量的影響順序不完全相同，但兩種方法的結(jié)果都含有體長(X2)、全長(X1)、體高(X3)這3個(gè)特征，且對體質(zhì)量影響最大的特征均為體長.因此，在實(shí)際選育工作中，應(yīng)根據(jù)不同目的考慮多種因子的影響，選擇合適的統(tǒng)計(jì)方法，或采用多種方法進(jìn)行比較，從而分析確定影響目標(biāo)特征的關(guān)鍵因素[26-27].

綜合兩種分析方法，在對20月齡巖原鯉以體質(zhì)量為主進(jìn)行選育時(shí)，應(yīng)以體長(X2)為主要選擇特征，全長(X1)、體高(X3)為輔助選擇特征進(jìn)行選育.本研究將有助于進(jìn)一步研究生長相關(guān)性狀之間的關(guān)系，以及對巖原鯉和其他紡錘型魚類的選擇育種.