不同地區毛蚶群體的形態差異的比較研究＊

宋菲菲，王其翔，劉 名，蓋姍姍，劉洪軍，唐學璽＊＊

（1.中國海洋大學海洋生命學院，山東 青島266003；2.山東省海水養殖研究所，山東 青島266002）

毛蚶（Scapharca subcrenata）是一種底棲的經濟貝類，屬于軟體動物門（Phylum Mollusca）、雙殼綱（Class Bivalvia）、蚶目（Order Arcoida）、蚶科（Family Arcidae）、毛蚶屬（Genus Scapharca），俗稱毛蛤、麻蚶、瓦楞子等，廣泛分布于日本、朝鮮、中國沿岸。在中國北起鴨綠江，南至廣西均有分布，以萊州灣、渤海灣、遼東灣、海州灣等地區資源尤為豐富。毛蚶不但其肉味鮮美，具有高蛋白、低脂肪、維生素含量高等特點，而且具有藥用價值，深受消費者喜愛。近年來由于過度捕撈及環境污染加重等因素，導致毛蚶資源日益匱乏，已遠遠不能滿足市場需求，價格不斷攀升。因此，近幾年毛蚶的增養殖技術研究已引起人們的高度重視［1］。

國內外圍繞毛蚶所開展的研究工作多見于其形態特征、生活習性、生理及生殖特性等方面。竺俊全等［2］應用透射電鏡技術對毛蚶與青蚶精子的超微結構進行了比較研究，進而研究了蚶科的進化關系；閻斌倫等［3］詳細研究了毛蚶的性腺發育和生殖周期；王輝等［4］對南海毛蚶形態特征與體重進行了相關分析；楊玉香等［5－6］比較系統的研究了毛蚶幼貝生活習性和遼東灣毛蚶的繁殖特征；許星鴻等［7］對毛蚶消化系統形態學和組織化學等方面進行了詳細研究；另外毛蚶的養殖技術和育苗等方面［8－10］研究也比較集中。而有關毛蚶不同地理群體間形態差異的分析研究，除陳蓉［11］等對中國5個海區的不同毛蚶群體進行了形態差異分析外鮮有報道。

本文利用多變量形態度量數量形態學研究方法對山東省4個地區：青島紅島、威海乳山、東營河口、東營廣饒，以及遼寧省葫蘆島和海南省三亞共6個不同地區的毛蚶群體的形態差異進行了比較研究，分析了毛蚶種內的形態差異特點，為毛蚶的地理群體識別、遺傳特征研究、種質資源保護與恢復提供重要的依據。

1 材料和方法

1.1 毛蚶的采集

圖1 毛蚶樣品采集地點圖Fig.1 Map depicting the sampling location of Scapharca subcrenata

2011年4～9月，采取6個地區的毛蚶自然群體。分別為：青島紅島（HD）；威海乳山（RS）；東營河口（HK）；東營廣饒（GR）；遼寧省葫蘆島（LN）；海南省三亞（SY）（見圖1）。所有毛蚶冰塊保鮮運回實驗室后，各個群體隨機取外殼沒有損壞的個體60個，洗凈后直接用于測量。

1.2 形態指標及測定

采用游標卡尺作為測量工具，精確到0.00mm，參考馮建彬等［12］、張永普等［13］方法，測量殼長（AB）、殼高（OC）、殼寬（GH）、楯面長（OE）、楯面寬（MN）、小月面長（OF）、前端到腹緣（BC）、后端到腹緣（AC）、韌帶長（OD）、放射肋寬（RRW）、放射肋數（RR）、鉸合齒數（HT）以及殼質量（W0）13個指標（見表1，圖2）。其中前10個指標每個測3次然后取平均值；殼質量是去除內臟和殼外附著物，室溫條件下風干以后用電子天平稱重，精確到小數點后2位。

表1 毛蚶各測量性狀描述Table 1 Definition of measured morphological characters in Scapharca subcrenata

圖2 毛蚶形態學測量位點Fig.2 Landmark points of morphological measruement of Scapharca subcrenata

1.3 數據處理

采用聚類分析、判別分析和主成分分析3種多元分析方法對6個毛蚶群體的形態差異進行比較和分析。為消除毛蚶個體大小對形態特征的影響，先將每只毛蚶的所測參數除以自身的殼長得到校正值后再進行數據處理［14］。用SPSS 16.0統計軟件進行數據分析。

1.3.1 聚類分析 對所有的形態學指標的平均值進行校正后進行聚類分析，所采用的聚類方法是歐氏距離的最短距離系統聚類法［14－15］。

1.3.2 判別分析 通過SPSS16.0，采用逐步判別方法進行判別分析。逐步判別公式參照Brezeski等［15］方法對所有的參數進行校正，其中F檢驗計算公式如下：

判別分析對所有樣本進行逐個判別，判別準確率及綜合判別率的計算公式如下：

判別準確率P1（%）＝判別正確的毛蚶數／實測毛蚶數×100

判別準確率P2（%）＝判別正確的毛蚶數／判別毛蚶數×100

式中：Ai為第i個群體判別正確的毛蚶數；Bi為第i個群體實際判別的毛蚶數；k為群體數。

1.3.3 主成分分析 通過SPSS16.0統計軟件運算得出3個綜合性的指標，即互相不關聯的3個主成分。主成分貢獻率和累計貢獻率的計算參照Moralev［16］的方法。

2 結果

2.1 聚類分析

根據不同海區的6個毛蚶野生群體聚類分析的結果可以看出河口群體和廣饒群體形態最為接近；海南群體的趨異程度最大，與其他5個群體的形態差異最大。紅島群體、乳山群體和遼寧群體的趨異程度居中（見圖3）。

圖3 6個毛蚶地理群體聚類分析圖Fig.3 Diagram of chister analysis of six geographical populations of Scapharca subcrenata

2.2 判別分析

通過逐步判別分析，篩選出了8個性狀的特征值建立了6個毛蚶野生群體的判別函數，為了除去個體大小對形態度量指標的影響，度量指標除以殼長作為判別的特征值，式中的殼高、殼寬、楯面長、楯面寬、后端到腹緣、放射肋寬、鉸合齒數和殼質量均為除以殼長之后得到的校正值，其中 X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9分別表示 OC／AB、GH／AB、OE／AB、MN／AB、BC／AB、AC／AB、RRW／AB、HT／AB、W0／AB。表 2為判別函數的各項系數和常數項。6個群體的判別公式如下：

將不同地區的6個毛蚶群體的8個性狀參數的校正值分別代入上述6個判別函數中，計算出函數值，被判個體歸屬于函數值最大的判別函數所對應的毛蚶群體。判別結果表明，不同群體之間的形態差異顯著（P＜0.01）。從表3中可以看出利用判別函數回代的結果，判別準確率P1為82.76%～98.63%，判別準確率P2為80.00%～100%，6個群體的綜合判別率為91.7%（見表3）。

表2 6個毛蚶地理群體形態判別函數各項系數及常數項Table 2 Coefficients and constants of discriminant functions for six geographical populations of Scapharca subcrenata

表3 6個毛蚶地理群體判別分析結果Table 3 Discriminant analysis result of six geographical populations of Scapharca subcrenata

2.3 主成分分析

采用SPSS16.0統計軟件對校正獲得的毛蚶形態學指標進行綜合運算，獲得3個互不關聯的主成分，主成分分析結果見表4。3個互不關聯的主成分的方差貢獻率分別為：主成分1的貢獻率為31.25%，主成分2的貢獻率為24.46%，主成分3的貢獻率為12.39%，累計貢獻率為68.10%。3個主成分可解釋不同群體之間的形態差異的68.10%。在第一個主成分中，殼質量校正值影響最大，其貢獻率為92.0%，此外，放射肋數校正值、鉸合齒數校正值以及楯面寬的校正值影響也較大，分別為85.2%、82.7%以及66.5%；在第二個主成分中，楯面長的校正值的影響最大，其貢獻率為69.4%，其次為韌帶長校正值和小月面長校正值的影響較大，分別為68.0%、64.7%；在第三個主成分中，前端到腹緣的校正值影響最大，其貢獻率為56.3%。

表4 6個毛蚶地理群體3個主成分的貢獻率及負荷率Table 4 Contributive proportion and loading of three principal components of six geographical population of Scapharca subcrenata

圖4 6個毛蚶地理群體的主成分分布散點圖Fig.4 Scattering diagram of six geopraphical populations of Scapharca subcrenata

前3個主成分的散點分布圖（見圖4）表明，6個群體在主成分1上分化并不明顯；主成分2分布上，乳山群體與其他群體分化相對較大；在主成分3分布上，海南群體與乳山群體與其他群體分化較為明顯。

3 討論

聚類分析結果和判別分析結果一致，都表明河口群體和廣饒群體形態最為接近；海南群體與其他5個群體的形態差異最大。紅島群體、乳山群體和遼寧群體的趨異程度居中。主成分結果表明，毛蚶群體間的變異主要來源于楯面長、放射肋數、鉸合齒數、韌帶長以及前段到腹緣的長度這幾個主要性狀。而海南群體與其他群體的差異可能主要來源于前端到腹緣長度這一變量。從表4可以看出主成分1與放射肋數，鉸合齒數有較大的正相關，由于這2個因素與毛蚶的鉸合齒有關，因此主成分1可以認為是毛蚶的鉸合齒；主成分2與楯面長，韌帶長，殼高有較大的正相關，主成分2可以認為是毛蚶的個體大小；主成分3與殼寬有較大的正相關，與前端到腹緣有較大的負相關，可能由于地區不同造成的。因為鉸合齒的個數是由于毛蚶本身遺傳物質決定的，所以主成分1的影響最大。這與陳蓉［8］等的研究結果相同。

根據研究結果，毛蚶群體變異程度可能與地理距離的存在一定相關關系。地理距離較遠的群體間，形態變異程度較大。這可能是由于毛蚶棲埋特性造成的，在殼長達到1.2～1.5cm時，落入海底進行淺埋生活，約經2.0～2.5a長成成貝，在其生活史的大部分時期內棲息于潮間帶或淺海海底［17］，個體遷移能力較弱，對環境的依賴性極強。群體間的基因交流很可能受限于地理距離的遠近.因而棲息地環境的差異也可能對毛蚶的形態造成一定的影響。中國的海岸線較長，海域遼闊，不同海區的氣候、水文特征、底質以及餌料的豐富程度都相差較大。南方氣候較北方溫暖，水溫較高、光照時間較長；底質方面，渤海遼東灣為粒質較細的粉砂質土軟泥，黃海西海岸為粘土質軟泥，黃河口附近為粉砂質軟泥；。鹽度方面，河口海域由于入海河流帶來大量沖淡水，鹽度相對較低，但營養鹽豐富，這是其他群體所處的海區所不具備的天然條件。另外，海口位于瓊州海峽，海峽全部位于大陸架上，海底地形周高中低，為一東北—西南向狹長矩形盆地，中央水深80～100m，東、西兩口地勢平坦，水深較淺。海峽區海流較強，夏季西南季風盛行，海流自西向東流動，流速大，其他季節均由東向西流動，流速小。這些環境差異很可能影響到毛蚶的生長發育速度，從而反映為外形量度特征的差異，是否因此造成了毛蚶在形態上的趨異程度加大尚待進一步的研究。

紅島群體與廣饒群體間隔較遠，理論上應該與廣饒群體間的基因交流頻率較低，但是聚類結果卻表明，紅島群體與廣饒群體之間的差異性較小。一方面，可能由于二者棲息環境的相似，同黃河口類似的是，膠州灣有洋河、大沽河、李村河等8條主要的入海河流；另一方面，由于近年來山東沿海毛蚶的增殖放流發展迅速，各個海區間存在著大量的水產品引種和增養放流等活動，可能由于養殖品種向自然環境的釋放增加了群體間基因交流的概率，紅島群體的親種有可能來源與其他地區。同時也說明了僅僅用形態參數進行聚類分析得到的結果存在這誤差，需要結合分子遺傳學的研究才可能更真實地反映群體間的遺傳關系。

近年來，隨著人工育苗技術和規范化的人工養殖業的迅速發展，海洋經濟貝類的養殖已成為海洋資源開發中占主導地位的產業。生物學家開始加大了對雙殼貝類遺傳育種及瀕危物種保護等方面的研究，貝類分類或種群的鑒定是這些研究的基礎。雙殼貝類的生長期主要包括幼蟲期、稚貝期和成貝期，生長指標大致包括重量指標和長度指標，因為較難測量其幼蟲階段重量指標，故而重量指標相對較少使用。傳統方法上對貝類的分類鑒定主要是通過其形態描述，如測定殼長、殼寬、殼高等以及一些如貝殼顏色、形狀、紋理等屬性特征進行簡單的分類，但是卻無法鑒別一些形態相似的種類。

形態差異上的比較為毛蚶種群的鑒別，種質資源的保護，以及研究群體間形態特征變異與環境間關系提供了基礎數據，然而，由于形態特征的局限，形態的變異并不一定真實反映遺傳上的變異，因而非常有必要開展后續遺傳學上的研究。

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