兩個三角帆蚌選育品系珍珠層顏色與外殼色L*a*b*值及其相關性分析

張根芳,張文府,葉容暉,方愛萍,楊受保,任　崗,鄭榮泉

(1.金華職業(yè)技術學院,浙江金華　321007；2.金華市九色珍珠研究所,浙江金華　321017；3.金華市威旺養(yǎng)殖新技術有限公司,浙江金華　321017；4.紹興文理學院,浙江紹興　312000；5.浙江師范大學,浙江金華　321000)

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兩個三角帆蚌選育品系珍珠層顏色與外殼色L*a*b*值及其相關性分析

張根芳1,張文府2,葉容暉1,方愛萍3,楊受保4,任崗4,鄭榮泉5

(1.金華職業(yè)技術學院,浙江金華321007；2.金華市九色珍珠研究所,浙江金華321017；3.金華市威旺養(yǎng)殖新技術有限公司,浙江金華321017；4.紹興文理學院,浙江紹興312000；5.浙江師范大學,浙江金華321000)

摘要：運用色差儀獲得了兩個三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)選育品系珍珠層顏色與外殼色的顏色參數(shù)L、a和b值，對各顏色參數(shù)進行了相關分析和回歸分析，探索珍珠層顏色與外殼色之間的相關性。結果顯示“紫皇后”珍珠層顏色與外殼后部顏色具有相關性，它們的L、a和b值均顯著相關，相關系數(shù)分別為-0.456、0.371和-0.426，建立了“紫皇后”珍珠層對外殼后部各顏色參數(shù)的回歸方程為L：y=80.49-0.53x(R2=0.208)，a：y=3.60+0.21x(R2=0.137)，b：y=4.69-0.35x(R2=0.181)；“白貴妃”珍珠層顏色與外殼后部顏色的L、a和b值顯著或極顯著相關，相關系數(shù)分別為-0.444、0.477和-0.390，表明“白貴妃”珍珠層顏色與外殼后部顏色顯著相關，建立珍珠層對外殼后部各顏色參數(shù)的回歸方程分別為L：y=87.36-0.21x(R2=0.197)，a：y=-1.77+0.23x(R2=0.228)，b：y=2.10-0.22x(R2=0.152)。通過逐步判別分析獲得了外殼色的2個參數(shù)(b和a)，并構建了區(qū)分2個選育品系的判別函數(shù)：“紫皇后”的判別公式為YQ=1.786X1-0.384X2-4.440，“白貴妃”的判別公式為YW=0.321 X1+0.600 X2-4.763，綜合判別率達90.0%。顯示2個選育品系的外殼色差異非常明顯，可通過判別分析進行可靠的區(qū)分。結果表明，對三角帆蚌外殼色的量化分析，可以對內部的珍珠層顏色進行可靠區(qū)分并進行量化推斷。

關鍵詞：三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)；珍珠層顏色；外殼色；相關分析

三角帆蚌(HyriopsiscumingiiLea)為我國特有種，隸屬于軟體動物門(Mollusca)瓣鰓綱(Lamellibranchia)真瓣鰓目(Eulamellibranchia)蚌科(Unionidae)帆蚌屬(Hypriosis),為淡水底棲貝類,在鄱陽湖、洞庭湖、太湖等大中型湖泊及其流域中廣泛分布[1]。其所產(chǎn)珍珠質地細膩光滑，色澤鮮艷，晶瑩剔透，是我國生產(chǎn)淡水珍珠的當家品種[2]。國內對三角帆蚌的遺傳育種研究開始于20世紀80年代，但是關于三角帆蚌珍珠顏色的遺傳特性很少報道[3]。筆者一直致力于三角帆蚌珍珠層顏色的選育研究，經(jīng)過10多年的努力已成功選育出紫色珍珠層三角帆蚌新品系(“紫皇后”)和白色珍珠層三角帆蚌新品系(“白貴妃”)，使珍珠層顏色得到了純化。在珍珠層顏色選育純化過程中發(fā)現(xiàn)，紫色品系的外殼色逐漸呈深褐色，而白色品系的外殼色逐漸呈深青色，兩者外殼色顏色也顯著發(fā)生改變。

目前，國內在三角帆蚌的生物學特性與人工繁殖技術、營養(yǎng)成分與核型分析以及外套膜細胞體外培養(yǎng)等方面的研究已經(jīng)取得一些重要進展[4-8]。有關珍珠層顏色的研究也有一些報道[9-11]。不過這些研究都主要側重于對珍珠層的生化成分和物理結構。對于三角帆蚌珍珠層顏色與外殼色關系的研究，國內外尚未見報道。本研究是在對兩個品系選育純化的基礎上，探索了三角帆蚌珍珠層顏色與外殼色的相關性，建立了三角帆蚌珍珠層顏色和外殼色的量化關系,為珍珠顏色間接選擇提供科學依據(jù)。該研究結果可為親本選擇鑒別提供直接手段，避免在挑選親本珍珠層顏色時開殼對外套膜和閉殼肌造成損傷；同時對選育后代的珍珠層顏色鑒別、后備親本選留，以及選育效果的科學評價，提供一種有效的方法。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗材料為金華市威旺養(yǎng)殖新技術有限公司以珍珠層顏色為選育目標，連續(xù)進行2代群體選育，繼而進行連續(xù)3代家系選育得到的紫色珍珠層三角帆蚌新品系(“紫皇后”)和白色珍珠層三角帆蚌新品系(“白貴妃”)。試驗用蚌的大小規(guī)格為殼長7～8 cm的1齡幼蚌。

隨機選取埋棲在營養(yǎng)泥中的1齡“紫皇后”和“白貴妃”個體各30只。清洗蚌殼表面后，切斷三角帆蚌前后閉殼肌，去除內臟團及外套膜，清除蚌殼內表面的粘液，用清水清洗干凈后干燥備測。干燥時避免陽光直射，以免對珍珠層顏色和外殼色造成影響。

1.2試驗方法

基于CIE 1976L*a*b*均勻顏色空間[12-13]，采用美國生產(chǎn)的ColorEye XTH色差儀(X.rite-Spectrophotometer)對珍珠層顏色和外殼色進行量化測量，以獲取珍珠層顏色參數(shù)L*a*b*。

根據(jù)三角帆蚌珍珠層前部、中部和后部顏色，以及外殼前部、背部和后部顏色深淺的細微差異。珍珠層顏色的測量選取距離腹緣0.8～1.2 cm處前、中、后三個位點，盡量選取表面色澤均勻且較光滑的位點，避開凹凸不平和瑕疵。外殼色的測量也選取前部、背部、后部三個位點(如圖1、2)。在做相關與回歸分析時，為了便于分析，取珍珠層前、中、后三個位點顏色參數(shù)的均值做為珍珠層顏色的估計值。然后，再與外殼前部、背部、后部三個位點進行對應分析。

圖1　“紫皇后”珍珠層顏色和外殼色測量位點的選取位置

圖2　“白貴妃”珍珠層顏色和外殼色測量位點的選取位置

1.3數(shù)據(jù)處理與分析

采用IBM SPSS Statistics V21.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和作圖，計算珍珠層顏色與外殼色各顏色參數(shù)的Pearson相關系數(shù)，并對其進行顯著性檢驗(雙側)，并建立珍珠層顏色對外殼色各參數(shù)的回歸方程。采用逐步判別法進行判別分析，逐步判別時參照Brzeski等[14]的方法對所有參數(shù)進行校正，對所有樣本進行逐個判別。判別準確率的計算公式為：

判別準確率P1(%)=判別正確的蚌數(shù)/實測蚌數(shù)×100%

判別準確率P2(%)=判別正確的蚌數(shù)/判別蚌數(shù)×100%

其中，Ai為第i個群體判別正確的蚌數(shù)，Bi為第i個群體實際判別的蚌數(shù)，k為群體數(shù)。

2結果與分析

2.1兩個選育品系珍珠層顏色和外殼色參數(shù)的統(tǒng)計量

兩個選育品系的不同部位珍珠層顏色參數(shù)的統(tǒng)計量見表1。“白貴妃”的L值的取值范圍為74.72～86.07，而“紫皇后”的取值范圍為47.18～76.57，“白貴妃”的L值較大，表明“白貴妃”珍珠層顏色的亮度要比“紫皇后”高。而兩種蚌的L值從前往后都逐漸降低，說明兩種蚌的珍珠層顏色的亮度都是從前往后逐漸降低。從a值來看，“紫皇后”(其范圍為1.39～9.23)要大于“白貴妃”(其范圍為-4.57～3.14)。而兩者的b值除了后部以外都相差不大，“紫皇后”b值的取值范圍為-7.03～9.65，而“白貴妃”的取值范圍為-6.59～5.85。

表1　“紫皇后”和“白貴妃”珍珠層顏色參數(shù)的統(tǒng)計量

兩個選育品系的不同部位外殼色參數(shù)值見表2。其中，“紫皇后”外殼色各參數(shù)值的取值范圍為：L值為25.18～64.17，a值為0.18～9.52，b值為0.67～18.18；“白貴妃”外殼色各參數(shù)值的取值范圍為：L值為26.77～54.23，a值為-1.19～11.97，b值為4.52～26.63。

表2　“紫皇后”和“白貴妃”外殼色參數(shù)的統(tǒng)計量

2.2三角帆蚌兩個選育品系珍珠層顏色與外殼色的相關性分析

“紫皇后”和“白貴妃”珍珠層顏色與外殼色顏色參數(shù)的Pearson相關系數(shù)如表3所示。由表可知，“紫皇后”內部珍珠層顏色與外殼后部顏色具有相關性，其珍珠層顏色與外殼后部顏色的所有參數(shù)L、a和b值均顯著相關(P<0.05)，相關系數(shù)分別為-0.456、0.371和-0.426；同樣，“白貴妃”的珍珠層顏色與外殼后部顏色的所有參數(shù)L、a和b值顯著或極顯著相關(P<0.05或P<0.01)，相關系數(shù)分別為-0.444、-0.390和0.477，表明其珍珠層顏色與外殼后部顏色具有相關性。分析結果表明，“紫皇后”和“白貴妃”的珍珠層顏色都與外殼后部的顏色顯著相關，可對它們做進一步的回歸分析。

表3　“紫皇后”和“白貴妃”珍珠層顏色與外殼色顏色參數(shù)的相關系數(shù)

注：*表示差異顯著(P<0.05)，**表示差異極顯著(P<0.01)。

2.3三角帆蚌兩個選育品系珍珠層顏色與外殼色的回歸分析

相關分析已經(jīng)表明，“紫皇后”珍珠層對外殼后部的顏色參數(shù)的回歸關系均顯著(P<0.05)，可對他們建立回歸方程。珍珠層顏色參數(shù)L值對外殼后部顏色參數(shù)L值的回歸方程為：y=80.49-0.53x(R2=0.208)；珍珠層顏色參數(shù)a值對外殼后部顏色參數(shù)a值的回歸方程為：y=3.60+0.21x(R2=0.137)；珍珠層顏色參數(shù)b值對外殼后部顏色參數(shù)b值的回歸方程為：y=4.69-0.35x(R2=0.181)。

相關分析已經(jīng)表明，“白貴妃”珍珠層對外殼后部的顏色參數(shù)的回歸關系均顯著(P<0.05)，可以對他們建立回歸方程。珍珠層顏色參數(shù)L值對外殼后部顏色參數(shù)L值的回歸方程為：y=87.36-0.21x(R2=0.197)；珍珠層顏色參數(shù)a值對外殼后部顏色參數(shù)a值的回歸方程為：y=-1.77+0.23x(R2=0.228)；珍珠層顏色參數(shù)b值對外殼后部顏色參數(shù)b值的回歸方程為：y=2.10-0.22x(R2=0.152)。

2.4兩個三角帆蚌選育品系的判別分析

運用外殼后部的顏色參數(shù)，采用逐步判別分析法對“紫皇后”和“白貴妃”兩個選育品系進行判別分析。通過逐步判別最后進入的參數(shù)是a和b，參數(shù)L由于其F值<2.71被從函數(shù)中剔除。建立1個典型判別函數(shù)：y=-0.711x1+0.478x2-0.157，其特征值為1.096，解釋了所有方差的100%，對函數(shù)的Wilks’ Lambda檢驗顯示判別函數(shù)在0.01顯著性水平上是極顯著。用Fisher's方法分別建立了2個選育品系的判別公式：

“紫皇后”：YQ=1.786X1-0.384X2-4.440

“白貴妃”：YW=0.321X1+0.600X2-4.763

其中X1、X2分別代表顏色參數(shù)a和b，參數(shù)a的判別載荷為-0.027，參數(shù)b的判別載荷為0.534，顏色參數(shù)b對判別函數(shù)的貢獻較大。

判斷某只蚌的品系歸屬時，可以測量其外殼后部的顏色參數(shù)后，代入上述2個函數(shù)公式，計算2個函數(shù)值，將觀測個體分類到函數(shù)值最大的那個判別函數(shù)所對應的品系。對所有觀測樣本按上述判別函數(shù)進行預測分類，來驗證判別公式的實用性，結果見表4。“紫皇后”的判別準確率P1為93.3%，P2為87.5%，“白貴妃”的判別準確率P1為86.7%，P2為92.9%，綜合判別率為90.0%。兩個選育品系的判別函數(shù)的判別效果非常可靠。

表4　兩個三角帆蚌選育品系判別分析結果

3討論

在淡水和海水珍珠研究中，都已經(jīng)證實了負責提供外套膜組織小片的制片貝的貝殼珍珠層顏色決定珍珠的顏色[2,15]，故選育具有特定珍珠層顏色的制片蚌對珍珠生產(chǎn)意義重大。珍珠和珍珠層顏色的量化分析，是判別顏色性狀的重要科學手段，也是有關珍珠顏色研究的基礎。本研究，對“紫皇后”和“白貴妃”兩個三角帆蚌選育品系的珍珠層顏色和外殼色進行了量化測量。綜合分析兩個品系珍珠層顏色參數(shù)Lab值的統(tǒng)計結果，三角帆蚌珍珠層顏色明度L的取值范圍為47.18～86.07，a為-4.57～9.23，b為-7.03～9.65。吳曼等[16]用CSE-1成像色度分析儀器測量分析了合浦珠母貝16個全同胞家系貝殼珍珠質顏色結果表明，合浦珠母珍珠層顏色明度L范圍為98.586～105.234，a為-0.967～-6.577，b為5.915～11.237。就其數(shù)據(jù)與三角帆蚌珍珠層顏色相比，合浦珠母貝珍珠層顏色的明度L值較高，而其a和b的變化范圍較窄，顏色的豐富性可能較差。但是吳曼等測量的L出現(xiàn)了大于100的值，顯然超出了L值的范圍(0～100)，故對兩種珍珠貝珍珠層顏色的對比結果還需要在相同條件下的量化測量實驗來證實。對“紫皇后”和“白貴妃”珍珠層顏色與外殼色顏色參數(shù)的Pearson相關分析表明，它們的珍珠層顏色都與其外殼后部的顏色具有相關性(P<0.05)。故在珍珠層顏色選擇育種時，可通過測量貝殼外殼后部的顏色參數(shù)，實現(xiàn)對貝殼珍珠層顏色間接選擇。避免在常規(guī)選擇方法[17]中對外套膜與閉殼肌造成的損傷和用肉眼觀察顏色的缺陷[18]。三角帆蚌珍珠層顏色與外殼色的相關性對珍珠層顏色的定向選育具有重要現(xiàn)實意義。

通過回歸分析建立的珍珠層和外殼后部顏色對應參數(shù)的回歸方程，在進行珍珠層顏色評估時，可直接運用測得的外殼后部顏色參數(shù)，將其代入已建立的這些回歸方程，獲得珍珠層顏色參數(shù)的估計值，通過比較估計值進行選留繁殖親蚌和后備親蚌，以及科學評估選育后代珍珠層顏色性狀，能夠顯著提高選擇的效率。判別分析結果顯示，兩個選育品系的綜合判別率為90.0%，判別效果較為理想。通過逐步判別分析最后進入的參數(shù)只有a和b，通過這兩個參數(shù)就能夠對兩個品系進行很好的判別，其中參數(shù)b的判別載荷為0.534遠大于a的判別載荷-0.027，其判別函數(shù)的貢獻較大，也是引起兩個品系外殼色差異的主要因子。判別分析表明，通過外殼色可以對“紫皇后”與“白貴妃”兩個選育品系進行很好的區(qū)分。

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(責任編輯：鄧薇)

The nacre color and shell color parameters and their correlation analysis of the two Hyriopsis cumingii breeding strains

ZHANG Gen-fang1,ZHANG Wen-fu2,YE Rong-hui1,FANG Ai-ping3,YANG Shou-bao4,REN Gang4,ZHENG Rong-quan5

(1.JinhuaPolytechnic,Jinhua321007，Zhejiang,China;2.JinhuaMultcolorPearlInstitute,Jinhua321017，Zhejiang,China;3.JinhuaWeonNewAquacultureTe.Co.,Ltd.,Jinhua321017，Zhejiang,China;

4.ShaoxingUniversity,Shaoxing312000，Zhejiang,China;5.ZhejiangNormalUniversity,Jinhua321000，Zhejiang,China)

Abstract：The CIE Lab color data of nacre and shell color parameters,which comes from two breeding strains of Hyriopsis cumingii generated for correlation analysis and regression analysis in chromatic meter was used to exploration of the correlation between nacre color and shell color.The results showed that there was a significant correlation between nacre and shell color parameters of the purple and the correlation coefficient of the color parameter L, a and b were -0.456,0.371 and -0.426 respectively.The regression equation of the color parameters of the nacre to the shell can be expressed as L:y=80.49-0.53x (R2=0.208), a:y=3.60+0.21x (R2=0.137),and b:y=4.69-0.35x (R2=0.181),respectively.For the white,there was also a significant correlation between nacre and shell color parameters.The correlation coefficient of the color parameter L, a and b was -0.444,0.477 and -0.390.The regression of the nacre to the shell color parameters can be expressed respectively as L:y=87.36-0.2lx (R2=0.197),a:y=-1.77+0.23x (R2=0.228),and b:y=2.10-0.22x (R2=0.152).Using tow shell color parameters,the discriminant functions of two breeding strains were established.The discriminant function of purple strain was YQ=1.786X1-0.384X2-4.440 and the discriminant functions of white strain was YW=0.321 X1+0.600 X2-4.763,the comprehensive discriminant rate was 90.0%.It showed that there were significant difference in shell color among two breeding strains which can be reliable distinguish through discriminant analysis.The findings indicate that the nacre color can be reliable distinguish and quantify inference used shell color which measured by chromatic meter.

Key words：Hyriopsis cumingii;nacre color;shell color;correlation analysis

收稿日期：2015-01-22；

修訂日期：2015-11-30

第一作者簡介：張根芳(1962-)，男，教授，主要從事淡水珍珠技術研究。E-mail：fishman666@163.com

中圖分類號：S966.23

文獻標識碼：A

文章編號：1000-6907-(2016)03-0066-05

資助項目：浙江省農業(yè)新品種選育重大科技專項項目(2012C12907-5)；浙江省自然科學基金項目(LY13C190004)