李培倫，劉偉，王繼隆，唐富江，崔康成、2，高文燕、2

(1.中國水產科學研究院黑龍江水產研究所，黑龍江 哈爾濱 150070；2.上海海洋大學 水產與生命學院，上海 201306)

馬蘇大麻哈魚Oncorhynchusmasou系冷水性溯河洄游魚類，也是北太平洋水域重要的大麻哈魚類之一，俗稱孟蘇大麻哈魚、齊孟魚、齊目魚、櫻鱒等。其地理分布范圍較廣，包括勘察加半島、朝鮮半島、千島群島、薩哈林島和日本等，中國境內僅見于圖們江、綏芬河水系，臺灣有其一個特有亞種——櫻花鉤吻鮭Oncorhynchusmasou[1-2]。馬蘇大麻哈魚幼魚在淡水生活期間將分化為兩個生態(tài)群體：降海型和陸封型，其中降海洄游型群體棲息海域僅限于日本海和鄂霍次克海，陸封型群體終生生活在淡水河流中[3-4]。有資料顯示，中國馬蘇大麻哈魚的產量曾高達幾十萬尾，到20世紀70年代產量急劇下降至200～300尾。目前，降海洄游型馬蘇大麻哈魚在圖們江、綏芬河已基本絕跡，而陸封型群體也處于瀕危狀態(tài)，只能依靠增殖放流維持種群數量[1]，因此，開展馬蘇大麻哈魚人工增養(yǎng)殖、資源恢復及保護利用等方面的研究勢在必行。

運用數理統計分析方法研究動物各形態(tài)性狀間的關聯，可有效地獲得各形態(tài)性狀間的相互關系，這對于開展人工增養(yǎng)殖及苗種選育等具有很重要的實際意義。目前，相關分析、通徑分析及多元回歸分析等數理統計手段已廣泛應用于水產經濟動物選擇育種中，為魚類[5-12]、蝦類[13-14]、貝類[15-17]、蟹類[18-19]、龜[20]、海膽[21]等水產品的良種選育提供了可靠的研究方法。有關馬蘇大麻哈魚的研究報道主要集中在地理分布、生物學形態(tài)及增殖、溯河群體結構、幼魚降海分化、血清性激素水平、幼魚不同月齡主成分及判別分析等方面[2-4,22-23]。本研究中，通過運用相關分析、通徑分析和回歸分析等統計學手段，研究了馬蘇大麻哈魚生長過程中各形態(tài)性狀對體質量的效應，以確定其各形態(tài)性狀對體質量的重要性，進而建立評估體質量的最優(yōu)回歸方程，旨在為馬蘇大麻哈魚人工增養(yǎng)殖過程中苗種選育提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

于2016年4月(對應馬蘇大麻哈魚6月齡)、2017年4月(對應馬蘇大麻哈魚18月齡)，在中國水產科學研究院黑龍江水產研究所養(yǎng)殖車間，分別隨機選取70尾和189尾馬蘇大麻哈魚，對其各項形態(tài)性狀進行測量。馬蘇大麻哈魚飼養(yǎng)在循環(huán)控溫水族箱內，試驗用水為地下井水，pH為 6.5±0.1。通過過濾器凈化、紫外線殺菌處理并定期更換養(yǎng)殖用水，水溫隨季節(jié)變化保持在11～14 ℃。每日投喂顆粒飼料3次，投喂量為魚體質量的3%，試驗期間養(yǎng)殖車間其他管理條件一致。

1.2 方法

使用MS-222麻醉劑將魚麻醉后，測量其體質量(body mass,BM)、叉長(fork length,FL)、全長(total length,TL)、吻長(snout length,SL)、頭長(head length,HL)、眼徑(eye diameter,ED)、頭高(head depth,HD)、體高(body depth,BD)、尾柄長(caudal peduncle length,CPL)和尾柄高(caudal peduncle depth,CPD)等 10個形態(tài)性狀指標，測量方法參照解玉浩[1]提出的魚類形態(tài)特征測量標準。其中6月齡馬蘇大麻哈魚各形態(tài)學性狀用游標卡尺測量(精確到0.01 mm)，18月齡則用直尺測量(精確到0.1 mm)，用電子天平測量體質量(精確到0.01 g)。

相關系數(rij)和通徑系數(Pi)的計算公式參考張琪等[24]的研究方法，而變異系數和決定系數的計算公式具體如下：

變異系數=標準差/平均值×100%,

總決定系數：∑d=Pi+ ∑rijPi,

間接決定系數：dij=2rij×Pi×Pj。

其中：rij代表某兩個性狀之間的相關系數；Pi、Pj為某兩個性狀分別對體質量的通徑系數。

1.3 數據處理

運用Excel 2007軟件對數據進行初步統計整理，然后運用SPSS 19.0軟件進行形態(tài)性狀間的相關性分析、通徑分析(具體參考張琪等[24]的研究方法)及多元逐步回歸分析，逐步構建各形態(tài)性狀對大麻哈魚體質量的多元回歸方程，并對回歸方程進行擬合度檢驗。

2 結果與分析

2.1 馬蘇大麻哈魚形態(tài)性狀的表型參數

馬蘇大麻哈魚各形態(tài)性狀及體質量的表型統計量見表1。從表1可見：6月齡馬蘇大麻哈魚各性狀指標間的變異系數為4.69%～14.36%，其中，變異系數最小的是全長，變異系數最大的為體質量；18月齡馬蘇大麻哈魚各性狀指標的變異系數為8.48%～27.93%，同6月齡相比，其值均有較大幅度的增長，但變異系數最小的仍為全長，最大的仍為體質量。通過變異系數的變化可以看出，隨著魚體的生長，群體中生長出現差異，個體間的差距變得逐漸明顯。

表1 馬蘇大麻哈魚形態(tài)性狀的表型統計量Tab.1 Phenotypic statistics of morphologic traits in masou salmon Oncorhynchus masou

2.2 馬蘇大麻哈魚各形態(tài)性狀與體質量的關系

從表2可見：6月齡馬蘇大麻哈魚各性狀間均呈現出顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)的相關性，各個性狀指標同體質量間的相關性由強至弱依次為叉長>頭長>全長>頭高>體高>吻長>尾柄高>尾柄長>眼徑，其中與體質量相關系數最大的性狀為叉長，相關系數為0.903，與體質量相關系數最小的性狀為眼徑，相關系數為0.236；18月齡馬蘇大麻哈魚各性狀指標之間存在較強的相關性且均達到極顯著水平(P<0.01)，其中與體質量間的相關性由強至弱依次為全長>叉長>尾柄高>頭高>體高>頭長>尾柄長>吻長>眼徑，各指標中與體質量相關系數最大的性狀為全長，相關系數為0.940，與體質量相關系數最小的性狀仍為眼徑，相關系數為0.595。

表2 馬蘇大麻哈魚各形態(tài)性狀間的相關系數Tab.2 Phenotype correlation coefficients among the traits of mason salmon Oncorhynchus masou

注： *表示顯著相關(P<0.05), **表示極顯著相關(P<0.01)

Note： * means significant correlations(P<0.05), **means very significant correlations(P<0.01)

2.3 馬蘇大麻哈魚形態(tài)性狀對體質量影響的通徑分析

依據通徑分析原理，運用SPSS 19.0軟件分析得到不同月齡馬蘇大麻哈魚各形態(tài)性狀對體質量的通徑系數(直接作用)，經顯著性檢驗分析，保留了對體質量影響較高的性狀，具體分析結果見表3。總體來看，在馬蘇大麻哈魚不同生長階段，對體質量具有顯著影響的性狀指標是發(fā)生變化的，其中6月齡保留的3個性狀指標對體質量的通徑系數均達到極顯著水平，依次為叉長、頭長、尾柄長；18月齡則保留了4個性狀指標，且其通徑系數均達到極顯著水平，分別為全長、體高、尾柄高和頭高。

表3 馬蘇大麻哈魚形態(tài)性狀對體質量影響的通徑分析Tab.3 Path analysis of the effects of phenotypic traits on body weight of masou salmon Oncorhynchus masou

注：**表示與體質量的相關性達到極顯著水平(P<0.01)

Note： ** indicates the very significant correlation coefficient(P<0.01)

根據相關系數的組成原理，各形態(tài)性狀與體質量的相關系數可分為各性狀的直接作用和各性狀通過其他性狀的間接作用兩部分。6月齡顯著影響馬蘇大麻哈魚體質量的3個性狀指標中，叉長對體質量的直接作用最大，間接作用最小，說明叉長主要通過直接作用影響著馬蘇大麻哈魚的體質量，而頭長和尾柄長對體質量的直接作用均小于間接作用，表明頭長和尾柄長主要通過叉長間接對體質量產生影響；18月齡馬蘇大麻哈魚顯著影響其體質量的4個性狀指標中，全長對體質量的直接作用最大，且其直接作用大于間接作用，說明全長主要通過直接作用影響馬蘇大麻哈魚的體質量，而其他3個性狀指標均是間接作用大于直接作用，表明它們主要通過全長間接影響該月齡馬蘇大麻哈魚的體質量。

2.4 馬蘇大麻哈魚形態(tài)性狀對體質量的決定程度分析

通過SPSS 19.0軟件分析，可得出單個形態(tài)性狀對體質量的決定系數及兩個性狀對體質量的決定系數，二者疊加可得到形態(tài)性狀對體質量的總決定系數(表4)。結果顯示，6月齡馬蘇大麻哈魚各性狀指標對體質量的總決定系數∑d=0.861，而18月齡馬蘇大麻哈魚各性狀指標對體質量的總決定系數∑d=0.927，總決定系數的數值與相關指數(R2)相等。此外，從總決定系數的值可知，本研究中未測量到的其他性狀也對馬蘇大麻哈魚的體質量存在一定程度的影響，但其影響較低。

6月齡馬蘇大麻哈魚單個性狀指標對體質量的決定系數中，決定程度最高的為叉長(0.394 4)，其次為頭長(0.160 8)和尾柄長(0.018 2)，兩個性狀對體質量的決定系數中，叉長和頭長對體質量的決定程度最高(0.454 3)，其次為頭長和尾柄長對體質量的共同作用(-0.057)，最小的為叉長和尾柄長對體質量的共同作用(-0.109 9)；18月齡馬蘇大麻哈魚，單個性狀指標對體質量的決定系數最高的為全長(0.372 1)，其次由高到低依次為體高(0.023 7)、尾柄高(0.019 3)和頭高(0.016 1)，而兩個性狀對其體質量的決定系數中，最高的為全長和體高(0.143 9)，其次為全長和尾柄高(0.136 3)、全長和頭高(0.129 9)、體高和尾柄高(0.034 0)、體高和頭高(0.032 1)，最小的為尾柄高和頭高(0.027 0)。

表4 馬蘇大麻哈魚各形態(tài)性狀對體質量的決定系數(d)Tab.4 Determinant coefficients of the morphometric traits on the body weight of masou salmon Oncorhynchus masou

注：※表示單一性狀對體質量的決定系數；★表示兩個性狀共同對體質量的決定系數

Note： ※,the determination coefficient of single trait on the body weight；★, the determination coefficient of two traits on the body weight

2.5 復相關分析和回歸統計

一般而言，復相關指數能夠真實反映出自變量與因變量間的密切程度，數值越接近1，則代表線性相關性越強。在多元回歸分析當中，隨著自變量個數的增加，自變量的變異在因變量變異中所占的比率會不斷上升，而通過引進校正相關指數可有效消除自變量個數對相關指數的影響。表5列出了馬蘇大麻哈魚形態(tài)性狀與體質量的復相關分析結果。

6月齡馬蘇大麻哈，保留的3個性狀指標對體質量的復相關指數為0.928，校正相關指數為0.855，誤差概率P<0.05，達到顯著水平。而18月齡馬蘇大麻哈魚保留的4個性狀指標對體質量的復相關指數為0.963，校正相關指數為0.925，誤差概率P<0.01，達到極顯著水平。通常運用回歸方程進行預測的可靠程度可通過相關指數表示，當相關指數大于或者等于0.85時，則代表找到了影響因變量的主要自變量[5-6]。本研究中在6月齡及18月齡所保留的性狀指標對體質量的相關指數均超過0.85，進一步說明已經找到了不同月齡影響馬蘇大麻哈魚體質量的主要形態(tài)性狀。

2.6 多元回歸方程的建立

表5馬蘇大麻哈魚形態(tài)性狀與體質量的復相關分析

Tab.5MultiplecorrelationcoefficientsofthreemorphometrictraitstothebodyweightofmasousalmonOncorhynchus

masou

月齡mouth自變量個數number of variable復相關指數multiple correlation coefficient相關指數(R2)correlation index校正相關指數adjusted correlation index標準誤差standardF值F value誤差概率error probability610.9030.8150.8120.378436299.0870.00020.9230.8510.8470.34139716.5550.00030.9280.8610.8550.3319754.8570.0311810.9400.8830.88316.6122441414.2960.00020.9580.9170.91614.04881575.4680.00030.9610.9230.92213.57556114.1940.00040.9630.9270.92513.23890010.5290.001

根據多元回歸分析原理，當測定的性狀指標與其體質量間的相關性達到顯著或極顯著水平時，便可運用統計學方法對其進行多元回歸分析。本研究結果顯示，不同月齡馬蘇大麻哈魚各形態(tài)性狀與體質量間的相關性均達到顯著或極顯著水平。運用SPSS 19.0軟件進行多元逐步回歸分析，建立不同月齡魚體質量的最優(yōu)回歸方程為

Y6=-9.6+1.414 FL+3.604 HL-1.585CPL。

其中：Y6為6月齡馬蘇大麻哈魚的體質量；FL、HL、CPL分別為叉長、頭長和尾柄長。

Y18=-362.624+14.321TL+14.35BD+

29.031CPD+14.673HD。

其中：Y18為18月齡馬蘇大麻哈魚體質量；TL、BD、CPD和HD分別為全長、體高、尾柄高和體高。

經多元回歸關系的顯著性檢驗及各個偏回歸系數的顯著性檢驗結果見表6、表7，其中6月齡和18月齡的回歸關系均達到極顯著水平(P<0.01)。經回歸預測分析，實際觀察值與估計值間的差異并不顯著，說明該回歸方程可以有效應用于馬蘇大麻哈魚人工增養(yǎng)殖苗種選育的實際生產中。

表6 多元回歸方程的方差分析Tab.6 Analysis of variance of multiple regression equation

表7 偏回歸系數和回歸常數的顯著性檢驗Tab.7 Significance test of partial regression and constant

3 討論

3.1 不同生長時期形態(tài)性狀對體質量的影響

研究表明，體質量變異系數較高的魚類，選擇育種的潛力也會隨之增大[5-6,10]。本研究中，6月齡和18月齡馬蘇大麻哈魚各性狀指標中變異系數最高的均為體質量，且隨著月齡的增加，變異系數增大，說明馬蘇大麻哈魚在實際選擇育種中具有較大的潛力。從相關性分析結果可知，隨著馬蘇大麻哈魚月齡的增加，各性狀指標與體質量間的相關系數呈現出增大的趨勢，且18月齡各形態(tài)性狀與體質量間均呈現極顯著的相關性。

通徑分析結果顯示，影響6月齡馬蘇大麻哈魚體質量的主要性狀指標為叉長、頭長、尾柄長，而影響18月齡馬蘇大麻哈魚體質量的性狀指標為全長、體高、尾柄高和頭高，在這2個月齡中，影響體質量的性狀指標對體質量的通徑系數均達到顯著或極顯著水平。6月齡時影響馬蘇大麻哈魚體質量的性狀指標主要為體長，而18月齡時影響馬蘇大麻哈魚體質量的性狀指標除了體長外，還有體高、尾柄高和頭高，說明馬蘇大麻哈魚在早期生長過程中側重于縱向生長，待肌肉、肝等營養(yǎng)物質有了一定程度的積累后，除保證魚體縱向生長外，同時也注重魚體的橫向生長。區(qū)又君等[25]研究了不同月齡卵形鯧鲹Trachinotusovatus形態(tài)性狀對體質量的影響，結果顯示，全長是影響1月齡、4月齡魚體質量的主要性狀，而體高則對10月齡和13月齡魚體質量產生較大的影響；楊貴強[10]對不同月齡哲羅鮭Huchotaimen主要形態(tài)性狀與體質量的關系進行了詳細分析，得出3月齡、6月齡哲羅鮭的體長對體質量直接作用較大，而12月齡哲羅鮭的體寬對體質量直接作用較大，推斷哲羅鮭在生長過程中先側重其縱向生長，再側重自身的橫向生長；黃偉卿等[26]對2月齡和18月齡黃姑魚Albifloracroaker形態(tài)性狀對體質量的影響進行分析，結果表明，對2月齡黃姑魚體質量直接影響最大的性狀是全長，體高則是直接影響18月齡黃姑魚體質量的關鍵性狀。上述研究結果均與本研究相似，說明魚類在不同的生長階段，影響體質量的關鍵形態(tài)性狀存在一定的差異，這與其生長特性有密切的關系。

3.2 影響體質量重點性狀的確定及應用

在實際生產過程中，對魚類體質量進行測定存在諸多不便，同時也有許多不確定因素影響測量結果的準確性，如魚體表水分、環(huán)境和體內殘餌等。因此，往往需要采取更加直觀的手段來評估魚類體質量。研究表明，利用通徑分析找出影響體質量的重點形態(tài)性狀來評估魚體質量十分可行[5,8,12,27]。本研究中通過運用相關分析、通徑分析和多元逐步回歸分析等數理統計手段，揭示了6月齡、18月齡馬蘇大麻哈魚形態(tài)性狀對體質量的影響。通徑分析結果顯示，6月齡各形態(tài)性狀對體質量的決定系數總和為0.861，而18月齡決定系數總和則達到0.927，表明本研究中已經找到了影響各個月齡馬蘇大麻哈魚體質量的關鍵形態(tài)性狀，其他未測形態(tài)性狀對馬蘇大麻哈魚體質量也存在一定的影響，但其影響均較小。在魚類種質資源選擇育種過程中，一般以體長和體質量為首選指標，但許多研究結果也表明，頭高、體高、尾柄寬、體寬等形態(tài)性狀對體質量的增長具有重要的影響[12,27-29]，因此，在魚類不同生長時期性狀的選育工作中，除對體質量進行直接選擇外，還應對與體質量具有決定作用的形態(tài)性狀進行間接選擇。本研究結果表明，在馬蘇大麻哈魚幼魚階段苗種選育過程中，應重點關注叉長、頭長、尾柄長等代表縱向生長的長度指標，而成魚階段除關注全長等長度指標外，還應將體高、尾柄高、頭高等代表橫向生長的指標列為關鍵形態(tài)性狀。