孫海峰，劉國(guó)興，蔣連玉

（江蘇省淡水水產(chǎn)研究所，江蘇　南京　210017）

羅氏沼蝦（Macrobrachium rosenbergii），又稱馬來(lái)西亞大蝦，隸屬于節(jié)肢動(dòng)物門，十足目，長(zhǎng)臂蝦科，沼蝦屬，是世界上最大的淡水蝦；它盛產(chǎn)于印度－西太平洋地區(qū)，具有生長(zhǎng)快、易馴養(yǎng)、適應(yīng)性強(qiáng)、食性廣、抗病能力強(qiáng)、生長(zhǎng)周期短和高蛋白等特性，是一種養(yǎng)殖量較大的重要經(jīng)濟(jì)物種[1－2]。自1976年引種以來(lái)，羅氏沼蝦已在我國(guó)十多個(gè)省市自治區(qū)進(jìn)行養(yǎng)殖，但是經(jīng)過(guò)40多年養(yǎng)殖，出現(xiàn)了生長(zhǎng)緩慢、蛻殼周期延長(zhǎng)或不蛻殼、性成熟提前、抗病力低等種質(zhì)衰退現(xiàn)象[3－4]。通過(guò)人工選育，培育出生長(zhǎng)快，抗病力強(qiáng)的良種是當(dāng)前面臨的迫切任務(wù)。在選育的過(guò)程中，體重和外部形態(tài)性狀是重要的目標(biāo)性狀，且外部形態(tài)性狀具有可度量性和直觀性，將體重和外部形態(tài)性狀列為選擇指標(biāo)，將顯著提高選育效率[5]。

鄧平平等分析了5月齡羅氏沼蝦體長(zhǎng)、全長(zhǎng)等指標(biāo)對(duì)體重的影響，并建立了各形態(tài)指標(biāo)對(duì)體重的多元回歸方程[6]。耿緒云等分析了中華絨螯蟹幼蟹和成蟹階段外部形態(tài)性狀對(duì)體重的影響[7]。劉小林等采用相關(guān)性分析和通徑分析方法對(duì)6月齡凡納濱對(duì)蝦進(jìn)行研究，定量地分析了形態(tài)性狀對(duì)體重的影響效果[8]。一般情況下，成體雄性羅氏沼蝦比成體雌性羅氏沼蝦要大，雄蝦第二步足特別發(fā)達(dá)粗壯，雄、雌間存在差異[9]。尚未在蝦、蟹等甲殼動(dòng)物的研究中發(fā)現(xiàn)有對(duì)雄、雌進(jìn)行分別研究的。因此，研究雄、雌各現(xiàn)狀間的相互關(guān)系，對(duì)選育具有實(shí)際意義。

本研究運(yùn)用了相關(guān)性分析，逐步回歸分析和通徑分析對(duì)變量間的共線性問(wèn)題進(jìn)行分析處理，探討了揚(yáng)州市高郵地區(qū)4月齡雄、雌羅氏沼蝦的主要形態(tài)性狀，建立體重的多元線性最優(yōu)回歸方程，并分析了保留性狀對(duì)體重的直接影響和間接影響，為羅氏沼蝦的選育以及更深層次的研究提供理想的測(cè)量指標(biāo)。

1　材料與方法

1．1　試驗(yàn)材料

在揚(yáng)州市高郵養(yǎng)殖塘口采集4月齡羅氏沼蝦樣本，樣本采集后將其置于適宜溫度的水箱中，利用增氧泵持續(xù)增氧，采集的樣本運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后進(jìn)行篩選，對(duì)于新蛻皮的軟體蝦和蝦體各部位不全的蝦體舍棄不用，挑選200只供實(shí)驗(yàn)用，雄、雌各半。

1．2　形態(tài)性狀與重量性狀的測(cè)量

去除羅氏沼蝦體表水分后，使用電子天平測(cè)量羅氏沼蝦的活體重（Y），測(cè)量精度為 0．0001 g；用電子游標(biāo)卡尺測(cè)量體長(zhǎng)（X1）、腹尾長(zhǎng)（X2）、螯長(zhǎng)（X3）、第一腹節(jié)寬度（X4）4個(gè)參數(shù)，測(cè)量精度為 0．01 mm，以下是對(duì)以上4項(xiàng)參數(shù)的一個(gè)簡(jiǎn)要說(shuō)明[10]，體長(zhǎng)：從額劍前端至尾節(jié)末端；腹尾長(zhǎng)：頭胸甲末端至尾末端；螯長(zhǎng)：大螯基部至大螯末端；第一腹節(jié)寬度：頭胸甲后第一腹節(jié)的寬度。

1．3　數(shù)據(jù)分析方法

采用SPSS 17．0軟件對(duì)各現(xiàn)狀指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合整理和計(jì)算處理，得到各性狀均值、標(biāo)準(zhǔn)差和計(jì)算出變異系數(shù)。本實(shí)驗(yàn)N=100，屬于大樣本，正態(tài)性檢驗(yàn)時(shí)采用Kolmogorov－smirnov Test檢驗(yàn)。對(duì)所測(cè)各性狀進(jìn)行相關(guān)分析、表型性狀對(duì)體重性狀的通徑分析，計(jì)算決策系數(shù)。采用多元逐步線性回歸法剔除偏回歸系數(shù)中不顯著性狀，以體重為因變量，以其他指標(biāo)為自變量，建立表型性狀與體重性狀的多元回歸方程。

2　結(jié)果與分析

2．1　形態(tài)學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)

所測(cè)體重和形態(tài)性狀的數(shù)據(jù)資料經(jīng)初步整理后的表型統(tǒng)計(jì)量見(jiàn)表1。由表1可知，雄性羅氏沼蝦各性狀變異系數(shù)由大到小的順序?yàn)椋后w重＞螯長(zhǎng)＞腹尾長(zhǎng)＞第一腹節(jié)寬度＞體長(zhǎng)，體重的變異系數(shù)最大（21．39），在形態(tài)性狀中螯長(zhǎng)的變異系數(shù)最大（18．21）；雌性羅氏沼蝦各性狀變異系數(shù)由大到小的順序?yàn)椋后w重＞螯長(zhǎng)＞第一腹節(jié)寬度＞腹尾長(zhǎng)＞體長(zhǎng)，體重的變異系數(shù)最大（20．91），在形態(tài)性狀中螯長(zhǎng)的變異系數(shù)最大（13．94）。

表1　所測(cè)各性狀的表型統(tǒng)計(jì)量（n=100）

2．2　形狀間的相關(guān)分析

由表2可知，實(shí)驗(yàn)所測(cè)定雄、雌體重、體長(zhǎng)、腹尾長(zhǎng)、螯長(zhǎng)和第一腹節(jié)寬度各性狀間相關(guān)關(guān)系均極具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．01），雄性各形態(tài)性狀對(duì)體重的相關(guān)系數(shù)大小依次為：體長(zhǎng)＞第一腹節(jié)寬度＞螯長(zhǎng)＞腹尾長(zhǎng)，雌性各形態(tài)性狀對(duì)體重的相關(guān)系數(shù)大小依次為：體長(zhǎng)＞腹尾長(zhǎng)＞第一腹節(jié)寬度＞螯長(zhǎng)，表明將所選的指標(biāo)用來(lái)進(jìn)行相關(guān)性分析具有很重要的實(shí)際意義。

表2　羅氏沼蝦各性狀間表型相關(guān)系數(shù)

2.3　數(shù)據(jù)正態(tài)性檢驗(yàn)

在進(jìn)行通徑分析和多元回歸分析之前需對(duì)因變量進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，只有當(dāng)變量為正態(tài)變量或近似正態(tài)變量時(shí)，之后的分析才具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由于本實(shí)驗(yàn)樣本數(shù)n=100，可以采用K-S test方法對(duì)自變量和因變量進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，正態(tài)分布檢驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表3，顯著水平均大于0.05，所以雄、雌羅氏沼蝦五個(gè)測(cè)定指標(biāo)均符合正態(tài)分布，即可以對(duì)體重進(jìn)行回歸分析。

表3　正態(tài)性檢驗(yàn)結(jié)果

2.4　建立逐步回歸方程

表4可以看出隨著自變量被逐步引入回歸方程，回歸方程的復(fù)相關(guān)系數(shù)R和決定系數(shù)R2在逐漸增大，說(shuō)明引入的自變量對(duì)體質(zhì)量的作用在增加。其中雄蝦分析中，相比于模型1和2，模型3的R2=0.634最大，則剩余因子較小，模型3對(duì)體重的作用有影響的自變量考慮最全面，與數(shù)據(jù)的擬合度最好；雌性的分析中，相比于模型1和2，模型3的R2=0.595最大，則剩余因子較小，模型3對(duì)體重的作用有影響的自變量考慮最全面，與數(shù)據(jù)的擬合度最好。由表5方差分析可知，P＜0．01，說(shuō)明雄、雌羅氏沼蝦體重在個(gè)體間有差異性。表6可以看出回歸分析中每一步排除的變量。根據(jù)表7，雄性的體長(zhǎng)、螯長(zhǎng)和第一腹節(jié)寬度，雌性的體長(zhǎng)、腹尾長(zhǎng)和螯長(zhǎng)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果均小于0．05，自變量與因變量之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，都應(yīng)留在方程中。雄性體重與各因子的線性回歸方程為：Y=－13．950+0．123X1+0．049X3+0．647X4；雌性體重與各因子 的 線 性 回 歸 方 程 為 ：Y=－15．735+0．193X1+0．205X2－0．052X3。

表4　模型概述

表5　體重方差分析

表6　已排除的變量

表7　偏回歸系數(shù)和回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)

2．5　計(jì)算間接通徑系數(shù)

從表2的Pearson Correlation輸出結(jié)果可得到自變量與因變量之間的相關(guān)系數(shù)。在雄性中，體長(zhǎng)（X1）、螯長(zhǎng)（X3）與第一腹節(jié)寬度（X4）的相關(guān)系數(shù)分別為：r13=r31=0．363，r14=r41=0．599，r34=r43=0．309。由表7可知，通徑系數(shù)（直接作用）分別為：P1y=0．404，P3y=0．279，P4y=0．320。由通徑分析的理論可知，r1y=P1y+r31×P3y+r41×P4y=0．696，r3y=P3y+r13×P1y+r43×P4y=0．524，r4y=P4y+r14×P1y+r34×P3y=0．648（結(jié)果與表 2 一致）。X1通過(guò) X3對(duì) Y 的間接通徑系數(shù)為：r31×P3y=0．101，X1通過(guò) X4對(duì) Y 的間接通徑系數(shù)為：r41×P4y=0．192。X3通過(guò) X1對(duì) Y 的間接通徑系數(shù)為：r13×P1y=0．147，X3通過(guò)X4對(duì) Y 的間接通徑系數(shù)為：r43×P4y=0．099。X4通過(guò)X1對(duì) Y 的間接通徑系數(shù)為：r14×P1y=0．242，X4通過(guò) X3對(duì) Y 的間接通徑系數(shù)為：r34×P3y=0．086。

在雌性中，體長(zhǎng)（X1）、腹尾長(zhǎng)（X2）與螯長(zhǎng)（X3）的相關(guān)系數(shù)分別為：r12=r21=0．574，r13=r31=0．586，r23=r32=0．282。由表6可知，通徑系數(shù)（直接作用）分別為：P1y=0．583，P2y=0．374，P3y=－0．192。X1通過(guò) X2對(duì) Y 的間接通徑系數(shù)為：r21×P2y=0．215，X1通過(guò) X3對(duì) Y 的間接通徑系數(shù)為：r31×P3y=－0．113。X2通過(guò) X1對(duì) Y 的間接通徑系數(shù)為：r12×P1y=0．335，X2通過(guò) X3對(duì) Y 的間接通徑系數(shù)為：r32×P3y=－0．054。X3通過(guò) X1對(duì) Y 的間接通徑系數(shù)為：r13×P1y=0．342，X3通過(guò) X2對(duì) Y 的間接通徑系數(shù)為：r23×P2y=0．105。

2．6　決策系數(shù)

決策系數(shù)是通徑分析中的決策指標(biāo)，其可將自變量對(duì)響應(yīng)變量的綜合作用進(jìn)行排序，確定主要決策變量和主要限制變量。決策系數(shù)的計(jì)算公式：R2(i)=2Pi×riy－Pi2，其中 R2(i)是自變量 i的決策系數(shù)；Pi為自變量的直接通徑系數(shù)；riy為自變量i與響應(yīng)變量y的相關(guān)系數(shù)。R2(i)＞0，表明自變量對(duì)于響應(yīng)變量起增進(jìn)作用，R2(i)＜0，表明自變量對(duì)于響應(yīng)變量起抑制作用[11]。

表8　雄、雌羅氏沼蝦3個(gè)形態(tài)性狀對(duì)體重的影響

由表8可知，在雄性羅氏沼蝦中，按決策系數(shù)排序?yàn)椋篟2(1)＞ R2(4)＞ R2(3)＞0，故 X1為主要決策變量（直接決定作用最大），X1、X3與X4均對(duì)y起增進(jìn)作用。在雌性中，按決策系數(shù)排序?yàn)椋篟2(1)＞R2(2)＞R2(3)，且R2(3)＜0，故X1為主要決策變量（直接決定作用最大），X3為主要限制變量（直接作用最小）。

3　討論

3．1　自變量的確定

通徑分析克服了相關(guān)性分析與多元回歸分析的不足，即相關(guān)性分析不能全面考察變量間的相互關(guān)系，結(jié)果有一定的片面性；多元回歸分析在一定程度上能夠消除變量之間的混淆，但由于偏回歸系數(shù)帶有單位，不能直接比較原因?qū)Y(jié)果的效應(yīng)。而通徑系數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)化的偏回歸系數(shù)，表示自變量對(duì)因變量直接作用的大小，從而使原因?qū)Y(jié)果的效應(yīng)能直接進(jìn)行比較，包含了兩者的直接作用和通過(guò)其他變量的間接作用。通徑系數(shù)隨著所選自變量個(gè)數(shù)和性質(zhì)的不同而發(fā)生改變，考慮的形狀越多，結(jié)果越可靠，但統(tǒng)計(jì)分析也就越復(fù)雜，不能突出重點(diǎn)[7－8]。同時(shí)，通徑系數(shù)也是回歸方程標(biāo)準(zhǔn)化變量的偏回歸系數(shù)，因此逐步回歸分析獲得的最優(yōu)回歸方程自變量與通徑分析保留的自變量一致。

羅氏沼蝦個(gè)體的生長(zhǎng)是由于不斷蛻殼而逐漸增長(zhǎng)的，個(gè)體大小通過(guò)外部形態(tài)性狀如：體長(zhǎng)、螯長(zhǎng)、腹尾長(zhǎng)、第一腹節(jié)寬度等指標(biāo)來(lái)描述，在本研究中，雄性個(gè)體間相關(guān)性分析、通徑分析達(dá)到顯著水平的體長(zhǎng)、螯長(zhǎng)和第一腹節(jié)寬度作為測(cè)量指標(biāo)；雌性個(gè)體間的相關(guān)性分析、通徑分析達(dá)到顯著水平的體長(zhǎng)、腹尾長(zhǎng)和螯長(zhǎng)作為測(cè)量指標(biāo)。

3．2　影響羅氏沼蝦體重的主要性狀的確定

羅氏沼蝦的生長(zhǎng)表現(xiàn)為外部形態(tài)和體重等數(shù)量性狀的增長(zhǎng)，二者存在不同程度的相關(guān)性。由于羅氏沼蝦在4月齡時(shí)雌、雄個(gè)體間表現(xiàn)出性別差異性，因此，本研究將樣本分為雄、雌兩組進(jìn)行分析，以4個(gè)外部形態(tài)性狀為自變量（X），體重性狀為依變量（Y），分別進(jìn)行相關(guān)分析、多元線性回歸分析和通徑分析。

由表8可知，雄性羅氏沼蝦中3個(gè)自變量對(duì)體重的直接影響中，體長(zhǎng)X1的直接作用最大，第一腹節(jié)寬度X4次之，螯長(zhǎng)X3最小。體長(zhǎng)X1通過(guò)螯長(zhǎng)X3和第一腹節(jié)寬度X4對(duì)體重Y的間接作用小，說(shuō)明對(duì)體重Y影響較大的自變量是體長(zhǎng)X1。第一腹節(jié)寬度X4通過(guò)體長(zhǎng)X1對(duì)體重Y的間接作用最大，其間接通徑系數(shù) r14×P1y=0．242。至于螯長(zhǎng) X3，其直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)均較小，對(duì)體重Y的影響不大。從決策系數(shù)來(lái)看[11]，體長(zhǎng)的決定作用最大，第一腹節(jié)寬度次之，螯長(zhǎng)的決定作用最小。決策系數(shù)結(jié)果與相關(guān)系數(shù)和直接通徑系數(shù)結(jié)果一致，說(shuō)明體長(zhǎng)是影響雄性羅氏沼蝦體重的重要自變量，其次是第一腹節(jié)寬度。

雌性羅氏沼蝦中3個(gè)自變量對(duì)體重的直接影響中，體長(zhǎng)X1的直接作用最大，腹尾長(zhǎng)X2次之，螯長(zhǎng)X3最小。體長(zhǎng)X1通過(guò)腹尾長(zhǎng)X2和螯長(zhǎng)X3對(duì)體重Y的間接作用小，說(shuō)明對(duì)體重Y影響較大的自變量是體長(zhǎng)X1。螯長(zhǎng)X3通過(guò)體長(zhǎng)X1對(duì)體重Y的間接作用最大，其間接通徑系數(shù)r13×P1y=0．342，但螯長(zhǎng)的直接通徑系數(shù)為－0．192，說(shuō)明螯長(zhǎng)對(duì)體重作用小。從決策系數(shù)來(lái)看，體長(zhǎng)的決定作用最大，腹尾長(zhǎng)次之，螯長(zhǎng)的決定作用最小。決策系數(shù)結(jié)果與相關(guān)系數(shù)和直接通徑系數(shù)結(jié)果一致，說(shuō)明體長(zhǎng)是影響雄性羅氏沼蝦體重的重要自變量，其次是腹尾長(zhǎng)。

羅氏沼蝦的在饑餓的情況下會(huì)出現(xiàn)同類相殘打斗，弱者或者蛻皮后軟殼蝦常成為其同類的餌料[9]。羅氏沼蝦喜歡打斗，霸占地盤，爭(zhēng)斗行為中毀損傷肢體和螯肢，且個(gè)體大的蝦之間的爭(zhēng)斗行為更為兇狠，受過(guò)損傷的螯肢生長(zhǎng)會(huì)較正常的螯肢短些[12]。從雌、雄分析的相關(guān)系數(shù)來(lái)看，自變量螯長(zhǎng)與因變量體重之間的相關(guān)性最小，從直接通徑系數(shù)和決策系數(shù)來(lái)看，螯長(zhǎng)對(duì)體重的直接作用效果較小，很可能是在挑選樣本的時(shí)很難將受過(guò)不同打斗損傷的個(gè)體進(jìn)行剔除，但這也屬于正常的誤差范圍內(nèi)。

3．3　羅氏沼蝦外部形態(tài)性狀與體重的數(shù)量關(guān)系

通過(guò)相關(guān)分析、通徑分析和多元回歸分析找出影響羅氏沼蝦體重的主要表型性狀，根據(jù)羅氏沼蝦生長(zhǎng)的特點(diǎn)，以羅氏沼蝦體重為因變量（Y），外部形態(tài)性狀為自變量（X），分別對(duì)4月齡雄、雌羅氏沼蝦測(cè)定資料進(jìn)行多元線性回歸分析，逐步刪除偏回歸系數(shù)不顯著的性狀，建立雄、雌羅氏沼蝦最優(yōu)多元線性回歸方程，描述了羅氏沼蝦主要形態(tài)性狀與體重性狀間的數(shù)量關(guān)系。最優(yōu)多元線性回歸方程所保留的自變量與通徑分析結(jié)果一致，且各自變量對(duì)體重的偏回歸系數(shù)均達(dá)到顯著水平（P＜0．05）或極顯著水平（P＜0．01），確保最優(yōu)多元線性回歸方程具有實(shí)際意義，分別為4月齡雄、雌羅氏沼蝦的生長(zhǎng)提供了多元線性回歸方程，為其選擇育種提供了理論依據(jù)和理想的測(cè)度指標(biāo)，可用于指導(dǎo)下一步羅氏沼蝦的實(shí)驗(yàn)研究工作。

4　結(jié)論

本文對(duì)羅氏沼蝦的體重、體長(zhǎng)、腹尾長(zhǎng)、螯長(zhǎng)和第一腹節(jié)寬度5個(gè)形態(tài)性狀進(jìn)行測(cè)定，采用相關(guān)分析、多元回歸分析和通徑分析等方法計(jì)算各性狀之間的相關(guān)系數(shù)，建立了理想的最優(yōu)回歸方程。