孫偵龍,宗巍巍,韓世詢,吳愛君,葉建華
[1.江蘇中洋集團股份有限公司,江蘇 南通 226600;2.中洋種業(yè)(江蘇)有限公司,江蘇 南通 226600]
暗紋東方鲀(Takifugu fasciatus)是我國傳統(tǒng)名貴和特色魚類,為“長江三鮮”之首,魚肉豐腴鮮美,營養(yǎng)豐富,具有很高的食用價值、經濟價值以及文化價值[1]。由于野生暗紋東方鲀體內含有劇毒的神經毒素——河鲀毒素[2-3],我國相關法律法規(guī)明令禁止人們食用包括暗紋東方鲀在內的野生河鲀。隨著2014年國家衛(wèi)生健康委員會批準了養(yǎng)殖暗紋東方鲀?yōu)樾率称吩稀?016年原農業(yè)部與原國家食品藥品監(jiān)督管理總局有條件放開了養(yǎng)殖暗紋東方鲀的加工經營,人們對養(yǎng)殖暗紋東方鲀的消費需求越發(fā)旺盛,暗紋東方鲀養(yǎng)殖規(guī)模也快速擴大。2021年,全國暗紋東方鲀養(yǎng)殖產量為14 559 t[4],達到2014年暗紋東方鲀養(yǎng)殖產量的3.02 倍[5]。
在水產養(yǎng)殖行業(yè)中,良種是養(yǎng)殖成功的先決條件和基礎。對于養(yǎng)殖對象而言,生長速度往往是重要的經濟指標之一。因此,養(yǎng)殖對象的體質量成為選育的重要目標性狀[6]。然而,實際操作中,測量體質量容易受到客觀環(huán)境因素干擾,影響選育效果。通徑分析是在相關分析的基礎上,研究形態(tài)性狀對體質量直接與間接作用的關系及重要性,該方法目前已在翹嘴鱖(Siniperca chuatsi)[7]、克氏原螯蝦(Procambarus clarkii)[8]、波行龍蝦(Panulirus homarus)[9]、紫石房蛤(Saxidomus punpuratus)等眾多魚、蝦、貝等水產品種選育實踐中證明可行[10]。孟乾等[11]通過通徑分析表明,體長、體高和尾柄高是影響4月齡斑石鯛(Oplegnathus punctatus)體質量的主要形態(tài)性狀;韋嬪媛等[12]通過通徑分析表明,選育高產香港牡蠣(Crassostrea hongkongensis)時,應以殼高這一形態(tài)性狀為主要選育參考指標。張年國等[13]研究表明,在脊尾白蝦(Exopalaemon carinicauda)低鹽種群親本選育時,應以尾節(jié)長和頭胸甲長為重點選擇性狀;文獻[14-15]研究顯示,相關的通徑分析,對水產良種選育具有重要的指導意義和科學價值。
目前,對暗紋東方鲀的研究主要集中在人工繁養(yǎng)殖技術[16]、河鲀毒素控毒與利用[17]、性別控制[18]及基因學[19]等方面,關于暗紋東方鲀體質量與形態(tài)性狀之間相互關系相關的育種基礎研究還未見報道。現以40日齡暗紋東方鲀幼魚為研究對象,利用相關分析和通徑分析,研究影響其體質量的主要形態(tài)性狀,并結合逐步回歸分析,建立形態(tài)性狀對體質量的回歸方程,以期為暗紋東方鲀人工選育尋找有效形態(tài)性狀指標,指導暗紋東方鲀人工選育。
2023年1月29日。地點位于江蘇中洋集團股份有限公司海安總部基地。
暗紋東方鲀幼魚由江蘇中洋集團股份有限公司旗下養(yǎng)殖公司提供。隨機選取40日齡暗紋東方鲀幼魚約350 尾,暫養(yǎng)于公司研發(fā)中心試驗桶內。暫養(yǎng)條件與公司苗種培育池保持一致,水溫24~25 ℃,ρ(溶解氧)>5 mg/L。暫養(yǎng)期間不投喂飼料,每日換水30%。
暫養(yǎng)48 h 后,用麻醉劑MS-222 麻醉暗紋東方鲀幼魚,測定其體質量(Y)以及10 個形態(tài)性狀:全長(X1)、體長(X2)、頭長(X3)、吻長(X4)、口裂(X5)、眼間距(X6)、軀干長(X7)、體高(X8)、尾柄長(X9)、尾柄高(X10)。體質量采用電子天平(上海友聲,BS300+)稱量,精確到0.01 g;形態(tài)性狀采用數顯游標卡尺(浙江得力,DL 312150)測量,精確到0.01 mm。
數據處理根據文獻[20]的方法,采用SPSS Statistics 17.0 軟件包,對暗紋東方鲀幼魚的體質量與形態(tài)性狀進行統(tǒng)計以及相關分析、通徑分析,得到相關系數、通徑系數等,確定其各形態(tài)性狀對體質量的直接和間接作用。然后通過逐步引入-剔除法,構建暗紋東方鲀幼魚形態(tài)性狀對體質量的多元回歸方程,并進行偏回歸系數檢驗。變異系數(CV)的計算公式為:
形態(tài)性狀對體質量的決定系數,根據文獻[21]的計算方法。單個形態(tài)性狀對體質量決定系數(dj)計算公式為:
式中:Pj——單個形態(tài)性狀對體質量的通徑系數。
2 個形態(tài)性狀對體質量的共同決定系數(dij)計算公式為:
式中:Pi、Pj——某2 個形態(tài)性狀分別對體質量的通徑系數;
rij——某2 個形態(tài)性狀的相關系數。
采用SPSS Statistics 17.0 軟件進行多遠回歸分析時,使用的因變量數據,需要服從正態(tài)分布。本試驗中,試驗樣本數量(n)= 328,>30,屬于大樣本,因此采用Kolmogorov-Smirnov(K-S)方法進行正態(tài)分布檢驗。結果表明,K-S 統(tǒng)計量為0.045,顯著水平P=0.20,>0.05,因此,因變量(Y)服從正態(tài)分布,可以進行回歸分析。
暗紋東方鲀幼魚體質量以及形態(tài)性狀統(tǒng)計分析結果見表1。由表1 可見,暗紋東方鲀幼魚體質量的CV 為34.95%,大于所選的10 個形態(tài)性狀的變異系數值(11.15%~17.02%)。
表1 暗紋東方鲀幼魚體質量以及10 各個形態(tài)形狀參數的統(tǒng)計結果(n=328)
對暗紋東方鲀幼魚體質量以及各個形態(tài)性狀間進行相關分析,結果見表2。由表2 可見,暗紋東方鲀幼魚體質量以及各個形態(tài)性狀間的相關性,均達到了極顯著水平(P<0.01),其中,10 個形態(tài)性狀中,與Y 相關性最大的形態(tài)性狀為X1,相關系數達到0.915,與Y 相關性最小的形態(tài)性狀為X4,相關系數為0.491;10 個形狀性狀之間,X1與X2之間的相關性最大,相關系數為0.845,X4與X8之間的相關性最小,相關系數僅為0.282。
表2 暗紋東方鲀幼魚體質量及各個形態(tài)性狀之間的相關系數①
暗紋東方鲀幼魚形態(tài)性狀對體質量的通徑分析結果見表3。由表3 可知,通過提供選擇暗紋東方鲀幼魚形態(tài)性狀,采用逐步剔除法得到了7 個模型。其中,模型中決定系數(R2)隨著形態(tài)性狀的引入開始提高,即引入的形態(tài)性狀,對暗紋東方鲀幼魚體質量的作用在增大。
表3 暗紋東方鲀幼魚形態(tài)性狀模型摘要結果
在模型7 中,R2=0.882,保留了X1、X4、X5、X6、X7、X8和X97 個形態(tài)性狀。
暗紋東方鲀幼魚形態(tài)性狀對體質量相關系數分解匯總見表4。由表4 可見,保留的7 個形態(tài)性狀對暗紋東方鲀幼魚體質量通徑系數大小依次為:X1、X6、X8、X4、X5、X7、X9。表明X1對暗紋東方鲀幼魚體質量影響的直接作用最大,而X9對暗紋東方鲀體質量影響的直接作用最小。從間接通徑系數中可以發(fā)現,形態(tài)性狀X4、X5、X6、X7、X8和X9,均通過X1對暗紋東方鲀幼魚體質量有一定的影響,且X1對體質量的相關系數(0.915)是所有形態(tài)性狀中最高的,因此,X1是對暗紋東方鲀幼魚體質量影響最大的形態(tài)性狀。
表4 暗紋東方鲀幼魚形態(tài)性狀對體質量相關系數分解匯總
通過決定系數公式計算,可得到暗紋東方鲀幼魚單個性狀和2 個性狀對體質量的決定系數,結果見表5。由表5 可知,單個形態(tài)性狀和2 個形態(tài)性狀決定系數綜合為0.882,其中,單個形態(tài)性狀對體質量決定程度最高的為X1(決定系數為0.194),2 個性狀對體質量決定程度最高的為X1和X6(決定系數為0.112),說明了X1對暗紋東方鲀幼魚體質量起主要決定作用。
表5 暗紋東方鲀幼魚形態(tài)性狀對體質量決定系數
以暗紋東方鲀幼魚體質量為因變量,形態(tài)性狀為自變量,選其偏回歸平方和貢獻量最大的變量,用方差比檢驗顯著性,見表6。由表6 可見,暗紋東方鲀幼魚X1(t=8.747,P=0.000,<0.01)、X4(t=4.733,P=0.000,<0.01)、X5(t=3.166,P=0.002,<0.01)、X6(t=4.332,P=0.000,<0.01)和X8(t= 4.388,P=0.000,<0.01)5 個形態(tài)性狀回歸關系達極顯著差異水平,X7(t=2.400,P=0.017,<0.05)、X(9t= 2.319,P=0.021,<0.05)2 個形態(tài)性狀回歸關系達顯著差異水平,這表明上述7 個形態(tài)性狀可保留在多元回歸方程中。根據表6 中的相關參數,建立暗紋東方鲀幼魚形態(tài)性狀對體質量的多元回歸方程為:Y=-6.083+0.086X1+0.129X4+0.192X5+0.103X6+0.047X7+0.123X8+0.075X(9R2=0.882)。多元回歸方程的回歸關系達極顯著水平(F=342.738,P=0.000,<0.01)(表7)。
表6 偏回歸系數和回歸常數的顯著性檢驗
表7 多元回歸方程的方差分析
相關分析主要關注變量之間的相關性,但是結果有一定的局限性,不能確定變量之間的因果關系,只能描述變量之間的關聯程度[22]。通徑系數是標準化回歸方程中的偏回歸系數,其值可以為正、負或零,表示變量之間的正向關系、負向關系或沒有關系。通徑系數的絕對值越大,表示變量之間的關系越強,在數據處理中,優(yōu)于相關分析和多元回歸分析[23]。通徑分析則通過建立一個預測模型,包含了多個自變量、中介變量和因變量,能夠全面直觀地評估直接和間接效應,突出反映不同形態(tài)性狀對體質量影響的重要性[24]。多元回歸分析能進行變量之間因果關系的推斷,但需要控制其他變量和考慮潛在的反向因果關系。
在對水產養(yǎng)殖對象人工選育時,人們通常將體質量作為重要的選育指標之一,同時結合多種形態(tài)性狀進行輔助選擇,以期得到最優(yōu)養(yǎng)殖對象[25]。本試驗中,暗紋東方鲀體質量的CV(34.95%)遠大于形態(tài)性狀的CV(11.15%~17.02%),表明體質量可作為暗紋東方鲀重要選育指標之一。暗紋東方鲀幼魚體質量與10 個形態(tài)性狀相關系數均達到了極顯著水平(P<0.01),即本研究中統(tǒng)計分析的形態(tài)形狀均間接對暗紋東方鲀幼魚體質量產生了影響,表明進行更深入的統(tǒng)計分析具有積極意義,這與對小黃魚(Pseudosciaena polyactis)[26]、大黃魚(Larimichthys crocea)[27]、大口黑鱸(Micropterus salmoides)[28]等養(yǎng)殖品種的研究結果一致。
一般來說,相關分析僅考慮了變量間的直接關系,而忽略了變量間的相互影響和間接關系,這可能會導致相關分析的結果具有片面性,所以,有必要在相關分析的基礎之上,進行更深入的通徑分析和多元回歸分析[29]。為克服多變量研究中的多重線性干擾,通常采用逐步引入-剔除法去除偏回歸平方和不顯著的自變量,把保留的形態(tài)性狀逐步引入多元回歸方程中[30],在此基礎上,當各自變量對因變量的單個決定系數以及兩性狀決定系數的總和(表示為∑d,數值=R2)≥0.85 時,可得出結論:已經找到對因變量產生主要影響的自變量[31-32]。
由表3 可見,本試驗采用逐步引入-剔除法構建了最優(yōu)模型,該模型保留了暗紋東方鲀幼魚X1、X4、X5、X6、X7、X8、X97 個形態(tài)性狀。由表5 可知,模型保留的7 個形態(tài)性狀對體質量的總決定系數為0.882>0.85,表明X1、X4、X5、X6、X7、X8、X97 個形態(tài)性狀,是對暗紋東方鲀體質量產生主要影響的變量。在此基礎上,結合通徑分析的結果,構建了暗紋東方鲀幼魚7 個形態(tài)性狀對體質量的多元回歸方程為:Y=-6.083+0.086X1+0.129X4+0.192X5+0.103X6+0.047X7+0.123X8+0.075X9。由表4 可知,X1直接通徑系數(0.440)遠大于其余形態(tài)性狀直接通徑系數(0.074~0.156);X4、X5、X6、X7、X8和X9通過X1對體質量產生的間接通徑系數均大于對應各形態(tài)性狀對體質量的直接通徑系數,表明在暗紋東方鲀人工選育過程中,可選擇X1作為關鍵形態(tài)性狀指標,而X4、X5、X6、X7、X8和X9可作為輔助形態(tài)性狀指標。暗紋東方鲀的全長指標數值越大,說明該暗紋東方鲀個體的幾何空間越大,越有利于機體自身營養(yǎng)物質累積存貯,其對應體質量也越大[33]。王新安等[34]在紅鰭東方鲀(Takifugu rubripes)類似研究中也有相同的發(fā)現。
在暗紋東方鲀以體質量為目標的良種選育中,可考慮以全長為主,吻長、口裂、眼間距、軀干長、體高和尾柄長為輔進行選擇。