凸加夫蛤(Gafrarium,tumidum)形态性状对体质量性状的相关性及通径分析

方伟，陈明强*，李有宁，马振华，赵旺，温为庚，邓正华,于刚，王雨*

(1.中国水产科学研究院南海水产研究所， 农业部南海渔业资源开发利用重点试验室， 广州 510300；
2.中国水产科学研究院南海水产研究所热带水产研究开发中心， 海南 三亚 572018；

3.三亚热带水产研究院， 海南 三亚 572000)

凸加夫蛤 (Gafrariumtumidum)属于软体动物门(Mollusca)，双壳纲(Lamellibranchia)，帘蛤目(Venerida)，帘蛤科(Veneridae)，主要分布在菲律宾、马来西亚、日本、新加坡、以及中国东南沿海等热带及亚热带海域，在海南省主要产于文昌、琼海、陵水、三亚和临高沿海一带[1]。凸加夫蛤喜好潜砂，营滤食性埋栖生活，常现于沙质或泥沙质浅海区，以浮游动植物和有机碎屑为食，其超强的滤水能力也常被用来控制赤潮及改善工厂化集约化养殖水体的调控[2]。此外，凸加夫蛤肉嫩味鲜，营养丰富，具有较高的食用价值，是中国常见的经济双壳贝类之一[3]。

当前国内市场对凸加夫蛤的需求越来越大，但未形成稳定的产品供应链，主要以野生捕捞为主。目前国内外对凸加夫蛤的研究主要集中在毒理学[4-6]、生理生化[7-9]、环保应用[10-12]等方面的研究。严俊贤等[13]通过单一毒性试验揭示了重金属对凸加夫蛤的急性毒性效应；
Hedouin等[14]通过研究凸加夫蛤揭示了其生长速度与重金属污染之间的关系；
于小玲等[15]研究发现凸加夫蛤能够有效的清除水体中的叶绿素a，并可以有效的防治赤潮、改善水质；
Jagadis等[16]对凸加夫蛤的的生长状态作了初步研究。但对凸加夫蛤的繁育、工厂化养殖、病害防治等相关研究非常少。目前通径分析已经广泛应用在合浦珠母贝 (Pinctadafucata)、长肋日月贝 (Amusiumpleuronectes)、大扇贝 (Pectenmaximus)、紫石房蛤 (Saxidomuspurpuratus)、四角蛤蜊 (MactraverrmisReeve)、虾夷扇贝 (Patinopectenyessoensi)、中国蛤蜊 (Mactrachinensis)、菲律宾蛤仔 (Ruditapesphilippinarum)、泥蚶 (Tegillarcagranosa)、小荚蛏 (Siliquaminima)等贝类的亲本优良性状筛选。关于凸加夫蛤的壳形态性状对质量性状的通径分析尚未见报道。体质量一般作为贝类选育过程中的标的性状之一[17-19]，由于凸加夫蛤的整个软组织部分均可食用，因此其软体质量从经济效益的角度来看，也可以作为本次研究的目标性状。刘辉等[20]研究发现不同地理群体菲律宾蛤仔的影响软体质量的主要表现型性状并不相同。为进一步的推动凸加夫蛤产业的发展，满足市场的需求，突破人工繁育及养殖过程的瓶颈，本研究随机选取了150个凸加夫蛤，通过通径分析和多元回归分析的方法，对活体质量、软体质量、壳长、壳宽和壳高5种性状进行分析，以筛选出影响质量性状的关键形态性状，为贝类种质的优化改良提供理论基础。

1.1 材料

试验所需材料由中国水产科学院南海水产研究所热带水产研究开发中心陵水试验基地提供。本次试验随机选取生长状态良好的150 个凸加夫蛤，均采集于海南省陵水县新村港的沿岸潮间带。暂养于室外遮阳陆基玻璃钢池(直径2 m，高1.2 m的圆筒形)，换水量为100%/天，期间投喂的饵料主要以牟氏角毛藻(Chaetocerosmulleri)为主，水温28～31 ℃，盐度28‰～32‰，pH 7.6～8.0，溶氧≥7.0 mg/L，氨氮≤0.2 mg/L，亚硝酸盐≤0.02 mg/L。

1.2 测量方法

测定指标包括：活体质量(Y1)、软体质量(Y2)、壳长(X1)、壳宽(X2)、壳高(X3)，共5个性状。各形态指标如图1所示。称量活体质量和软体质量使用电子天平(精确度为0.01 g)，称量时需用滤纸将贝壳表面水分吸干，并去除外套腔液。测量形态性状指标使用游标卡尺(精确度0.01 mm)。

图1 凸加夫蛤各形态特征指标测量示意图注：Y1为活体质量；
Y2为软体质量；
X1为壳长；
X2为壳宽；
X3为壳高。Fig.1 Measurement for each morphological trait indicators of Gafrarium tumidumNote：Y1：
body weight; Y1: soft tissue weight; X1: shell length; X2: shell width; X3: shell height.

1.3 数据分析

采用SPSS 19.0软件对各形态性状和体质量等相关数据进行统计分析。首先获得各性状的描述性统计结果，然后通过相关分析和通径分析，确定各形态性状对体质量的直接作用与间接作用的大小，最后经回归分析，构建凸加夫蛤形态性状对质量性状的多元回归方程及偏回归系数检验。

2.1 凸加夫蛤的性状

凸加夫蛤各形态性状的描述性结果如表1所示，其中变异系数最大的为活体质量，高达32.47%，其次为软体质量，高达29.40%，而其他性状的变异系数在9.54%～15.13%之间，说明活体质量和软体质量在凸加夫蛤的各性状中具有较大的选择潜力，可作为优质亲本选育的目标性状。其他形态性状变异系数从大到小依次为：壳高、壳长、壳宽。

表1 凸加夫蛤形态性状与质量性状的描述性统计Tab.1 The descriptive statistics for morphological traits and weight traits of Gafrarium tumidum

2.2 各性状间的相关分析

凸加夫蛤各形态性状间的相关系数见表2。经SPSS软件分析变量间的相关性发现：各性状间的相关性都达到极显著水平，其中形态性状X1与Y1的相关系数最大为0.954，X3与Y2间的相关系数最小为0.797。此外，各形态性状与活体质量的相关系数各不相同，其中最大为X1(0.954)，其次为X3(0.952)，最小的为X2(0.933)；
各形态性状与活体质量的相关系数各不相同，其中最大为X1(0.807)，其次为X2(0.804)，最小的为X3(0.797)。

表2 凸加夫蛤各形态性状间的相关系数Tab.2 Correlation coefficients among morphological traits of Gafrarium tumidum

2.3 形态性状对体质量的通径分析

在凸加夫蛤的通径分析中，分别选取活体质量和软体质量作为因变量，自变量均为形态性状，其分析结果如表3所示。根据相关系数的组成效应，将凸加夫蛤形态性状和质量性状的相关系数分成两部分：各性状的直接作用和各性状通过其他性状的间接作用。影响活体质量的主要因素从直接作用来看，影响系数最大的是X3(0.468)，达到极显著水平，这说明X3对活体质量影响的直接作用最大，其次依次为X1(0.353)、X2(0.187)；
影响软体质量的主要因素从直接作用来看，影响系数最大的是X3(0.337)，达到极显著水平，这说明X3对软体质量影响的直接作用最大，其次依次为X2(0.326)、X1(0.193)。从间接作用来看，凸加夫蛤各形态性状对体质量性状的直接作用均大于间接作用。其他各形态性状对体质量性状的间接作用大小为0.175～0.424，均主要通过X3间接影响体质量。

表3 凸加夫蛤各形态性状对体质量的通径分析Tab.3 Pathway analysis of morphological traits to body weight of Gafrarium tumidum

2.4 形态性状对质量性状的决定程度

凸加夫蛤主要形态性状对质量性状的决定系数如表4所示。单个性状对体质量性状的直接决定系数分布在对角线上，而对角线上方为两个性状对体质量性状的间接决定系数。从表中可以得出，以上3个性状对活体质量的直接决定存在差异，对活体质量单独决定系数最大的为X3(0.219)，共同决定系数最大的为X1和X3(0.299)，直接决定系数与间接决定系数的总和为0.957，表明选取的X1、X2和X3形态性状是影响凸加夫蛤体质量的重要性状；
对软体质量单独决定系数最大的为X3(0.114)，共同决定系数最大的为X2和X3(0.193)，直接决定系数与间接决定系数的总和为0.687，表明除选取的X1、X2和X3形态性状外，还有一些影响较大的因素没有收集到，对软体质量性状的全面分析有待进一步研究。综合以上结果分析，本研究进一步的多元回归分析仅对活体质量开展。

表4 凸加夫蛤各形态性状对体质量的决定系数Tab.4 Determination coefficient of morphological traits to body weight of Gafrarium tumidum

2.5 多元回归方程的构建

通过多元回归分析，利用偏回归系数显著的形态性状与体质量建立凸加夫蛤形态性状与体质量的多元回归方程[21]：

Y=-17.621+0.343X1+0.244X2+0.651X3

式(1)

式中Y为体质量，X1为壳长，X2为壳宽，X3为壳高。

方差分析结果显示，多元回归方程的回归关系达极显著水平(F=1 080.381，P=0.000<0.01)，其R2=0.957。经显著性检验该回归方程的偏回归系数，所选的X1、X2和X3等3个形态性状对凸加夫蛤体质量的偏回归系数达到显著或者极显著水平(X1：t=5.667，P=0.001<0.01；
X2：t=3.399，P=0.001<0.01；
X3：t=11.48，P=0.001<0.01)。

2.6 曲线模型拟合结果

以多元回归方程中X1、X2和X3等3个形态性状为自变量，体质量为因变量，进行曲线模型拟合，如表5所示。拟合结果可以看出，3个形态性状与体质量的最优拟合模型分别为S型函数、S函数和幂函数，其公式分别为：Y=-e(5.322-96.341)/x、Y=-e(5.612-88.96)/x、Y=0.026X2.148，对应的R2分别为0.935、0.905和0.932。

表5 凸加夫蛤形态性状与体质量的曲线模型拟合Tab.5 Curve simulation model of morphological traits to body weight of Gafrarium tumidum

3.1 贝类育种中形态质量的选择

目前，在贝类品种选育和经济性状选择中，体质量性状已经作为重要的评价指标得到广泛应用[22]。在已报道的贝类人工繁育的研究中，亲本选择在很大程度上取决于形态性状和质量性状，而活体质量通常作为最直接的目标性状[23]。大量贝类的通径分析研究发现活体质量一般受形态性状的影响，并通过形态性状反应出来[24-26]。郭文学等[27]研究发现中国蛤蜊的壳宽对活体质量的直接作用最大；
秦溱等[28]研究发现决定东风螺(Babylonialutosa)体质量的主要性状为壳宽和壳高；
严俊贤等[29]研究发现壳高、壳长及壳宽是决定黑蝶贝形态性状的主要因素，并将其作为亲本选育的重要参考指标。

3.2 影响凸加夫蛤体质量主要形态性状的确定

本研究测量了凸加夫蛤的活体质量、软体质量和3项易于测量的形态性状指标，经过相关分析发现，各形态性状与体质量性状的相关系数均达到了极显著水平，相关系数均在0.9以上，但不能确定影响体质量性状的主要形态性状。经过通径分析后发现，壳长、壳宽和壳高对体质量性状的影响均达到了显著和极显著水平，对体质量性状的直接影响作用最大的均为壳高，而直接影响作用最小的性状却存在差异。对活体质量性状直接作用影响最小的为壳宽，而软体质量性状相对应的是壳长。这3个形态性状对活体质量的共同决定系数之和为0.957，进一步说明以上性状是影响活体质量的主要性状；
而对软体质量而言，其共同决定系数之和为0.687，小于0.850，表明除以上性状外，还有其他因素对软体质量产生影响。刘辉等[30]在菲律宾蛤仔橙色体系的通径分析中发现，壳形态性状对软体质量的共同决定系数之和为0.480，与本研究的结果非常相似，需要我们进一步对此展开深入探究。与前人的研究结果比较，壳长、壳宽和壳高是比较常见的关键影响因素，这也与凸加夫蛤的通径分析结果相似。在偏回归系数的显著性检验结果中得出，X1、X2、X3与活体质量的偏回归系数达到显著或极显著水平。经逐步回归分析建立了凸加夫蛤的回归方程Y=-17.621+0.343X1+0.244X2+0.651X3，量化了X1、X2、X3与活体质量的相关关系。杨彦鸿等[31]研究发现拟合曲线模型在一定程度上能够更加准确的反应单一形态性状与体质量的相互关系。本研究的曲线模拟结果显示X1、X2和X3等3个形态性状与凸加夫蛤活体质量的3种曲线模型拟合结果均达极显著水平，说明拟合所获得的曲线模型均有意义，从R2和F值来看，不同性状的曲线模型存在差异，以上3个性状与活体质量的最优拟合模型分别为S型函数、S型函数和幂函数。综上，本研究确定了凸加夫蛤体质量性状密切相关的形态性状。在凸加夫蛤亲本选育过程中应以壳高(X3)为最主要选择性状，X1壳长、X2壳宽为辅助选择性状。这一结果符合实际生产：凸加夫蛤的壳高越高，其壳内部空间越大，为其他软体生理组织提供充足的生长空间，从遗传生殖的角度讲，空间越足，单位体积内产生的精、卵子越多，越有利于繁殖下一代；
同时壳高越高，贝类的肌肉生长空间越足，可以提高单位体积内的产肉率，增加经济效益。

一些研究报道，影响贝类体质量性状的形态性状在不同的地理生存环境或者不同的生长时期可能存在差异。梁健等[32]研究菲律宾蛤仔发现不同地理群体影响其软体质量的主要表型性状并不相同，北方群体的主要因素是壳宽，北方土著种主要因素是壳长，而南方群体的壳高是主要因素。Huo等[33]研究发现，菲律宾蛤仔不同的繁殖时期及不同的年龄结构，影响其体质量性状的表型性状存在差异。在贝类研究之外，如鱼类的通径分析研究中也存在类似的现象。佟雪红等[34]在研究牙鲆(Paralichthysolivaceus)形态性状与体质量的关系中发现20日龄时影响体质量的主要性状是体高，而其他生长阶段体长是主要影响性状；
刘贤德等[35]在大黄鱼(Larimichthyscrocea)的选育工作中发现，早期(13月龄)应以体高和体长为主，而中期阶段要考虑体高、体长和全长。李俊伟等[36]在四指马鲅(Eleutheronematetradactylum)的研究中发现，室内循环水养殖群体与体质量相关程度较大的形态性状为叉长、体长及头长等，而池塘养殖群体中，则表现为全长、尾柄高等，不同的养殖环境存在差异。本研究确定了凸加夫蛤质量性状与形态性状之间的密切关系，而不同生长阶段或不同生存环境下其形态性状与体质量性状的相关关系如何，是否对质量性状产生影响，有待进一步研究探索。

对凸加夫蛤形态性状与质量性状的研究过程中发现，活体质量的变异系数是所有性状中最大的，这也说明在亲本选育的过程中，活体质量作为常见的参考数据，具有一定的指导意义。但是仅以活体质量作为参照指标进行亲本选育，往往会受到环境及其他因素的影响而产生较大的系统误差。本研究通过深入探讨凸加夫蛤各形态性状与质量性状的影响作用得出：在对凸加夫蛤进行体质量为主要目标亲本选育时，应结合以壳高X3为主要选择性状。这不仅提高了优良亲本选育的精准度，也进一步为实际生产作业中提供了理论依据。