凹目白鮭繁殖力的主成分分析*

程先友，李勝忠*，馬　壯，侯玉軍（.新疆賽湖漁業科技開發有限公司，新疆　博樂　833400；.新疆農業大學動物科學學院；3.新疆水產科學研究所）

凹目白鮭繁殖力的主成分分析*

程先友1，3，李勝忠2*，馬壯1，侯玉軍1
（1.新疆賽湖漁業科技開發有限公司，新疆博樂833400；2.新疆農業大學動物科學學院；3.新疆水產科學研究所）

為了綜合評價凹目白鮭繁殖力，本研究將體長、體重、卵巢重、成熟系數、絕對懷卵量和相對懷卵量6項與凹目白鮭繁殖力密切相關的指標綜合成一個新指標，應用主成分分析法對凹目白鮭的繁殖力進行了分析。試驗結果表明：（1）第一主成分的貢獻率達到91.980％，反映出了凹目白鮭6項繁殖力指標的絕大部分信息；（2）主成分的散點圖顯示，可以將10個凹目白鮭個體的繁殖力分為3類：第一類的繁殖力最高，第三類的的繁殖力最低；（3）第一主成分的排序圖結果顯示，凹目白鮭樣本的繁殖力分為3個群體：編號4、6、8為最強繁殖力組，繁殖力最高；編號3、5、9、10為中等，編號1、2、7為最弱組，繁殖力最低。本研究結果顯示，卵巢重與絕對懷卵量在綜合評定凹目白鮭繁殖力方面的作用最大，體重與相對懷卵量其次，體長與成熟系數的作用最低。

凹目白鮭；繁殖力；主成分分析

凹目白鮭 （Coregonusautumnali）屬鮭形目、鮭科、白鮭屬，為冷水性魚類。原分布于俄羅斯北冰洋地帶，除鄂畢河以外，西從梅津河東至恰翁灣流域、新地島和科爾古耶夫島有分布，為遷徙性溯河產卵魚類［1］。凹目白鮭體長形、稍側扁；眼大，側上位；口裂狹窄，后緣達眼前緣下方；背吻距大。背鰭起點稍前于腹鰭起點；腹鰭與臀鰭后部相對；尾鰭深叉形，上下葉等長。體被圓鱗，側線完全，位體側中部偏上。體背青灰色，腹部白色。腹腔膜銀白色，鰾1室［1-2］。

凹目白鮭是高山冷水性湖泊立體增養殖的較好品種，較高白鮭體形好，肉質更緊密，適于餐飲業使用［3］，其肌肉含有豐富全面的營養物質，蛋白質、不飽和脂肪酸含量高于常規養殖魚類，氨基酸種類齊全，其中，必需氨基酸占相當大的比例，遠高于目前所報道的常規魚類的必需氨基酸含量，因此具有較高的營養價值；另外，凹目白鮭肌肉中鮮味氨基酸含量也較高，肉質鮮美，口感好。相對凹目白鮭肌肉營養來說，凹目白鮭卵的蛋白質營養價值更高，其含量為24.48％。因營養價值較高，其本身就有較大的推廣價值［4］，市場前景較好。

魚類的繁殖力是判斷魚類種群繁衍和生存能力的重要指標之一，與體重、體長、性成熟系數、絕對懷卵量、相對懷卵量等指標有著密不可分的聯系。若要評估魚類的繁殖力，就應當對以上指標進行綜合考慮［5］。運用主成分分析、判別函數分析、單變量方差分析、聚類分析等方法對魚類的可量性狀、可數性狀和框架結構等表型數據進行分析，一直是國內外魚類研究的主要方法之一［6-8］。

本文以凹目白鮭為材料，通過用主成分分析的方法，將這些指標綜合成一個新的評定指標，并用該指標對10個樣本的繁殖力進行排序，旨在探索用多元化統計法客觀的評價魚類繁殖力，為以后凹目白鮭的繁殖提供理論參考。

1　材料與方法

1.1試驗材料

本試驗所需的凹目白鮭由新疆溫泉縣冷水魚繁育中心提供，共10條。

1.2凹目白鮭繁殖力指標的測定

對選取的凹目白鮭的體重、體長、卵巢重、性成熟系數、絕對懷卵量和相對懷卵量6項指標進行測定（見表1）。用直尺測量凹目白鮭的體長，用電子秤稱量凹目白鮭的體重、卵巢重。數出100粒卵，用電子天平稱重，從而得出每粒凹目白鮭卵的重量。在得到體長、體重、卵巢重和每粒卵重的數據后，代入計算公式中，再用主成分分析法進行分析。公式如下：

成熟系數（％）=性腺重/魚體重×100％（1）

絕對懷卵量（粒）=性腺重×（樣品卵重量/樣品卵數量）（2）

相對懷卵量（粒/g）=絕對懷卵量/魚體重（3）

1.3數據處理方法

采用SPSS20.0統計軟件進行數據處理，運用主成分分析方法進行數據分析。

2　結果與分析

2.1凹目白鮭繁殖力指標測定結果

試驗共解剖凹目白鮭10條，解剖結果表明，凹目白鮭的卵巢重范圍在280.91～691.09 g，平均值為（486.00±205.09）g；成熟系數的范圍為 21.58％～32.76％，平均值為（27.17±5.59）％；絕對懷卵量的范圍為43 034.19～115 491.21粒，平均值為（79 262.70 ±36 228.51）粒；相對懷卵量的范圍為33.93～54.31 粒/g，平均值為（44.12±10.19）粒/g，見表1。

表1　凹目白鮭繁殖力指標測定結果（n=10）

2.2凹目白鮭繁殖力主成分分析結果

凹目白鮭繁殖力主成分分析結果顯示，樣本主成分1～6號的貢獻率依次為91.980％、3.518％、2.830％、1.635％、0.030％和0.007％。其中，主成分1 和2號的累計貢獻率達到95.5％（見表2）。

表2　凹目白鮭繁殖力主成分分析的特征根及貢獻率

表3　凹目白鮭繁殖力主成分的矩陣

表4　凹目白鮭繁殖力指標在第一主成分上的特征向量及負荷量

凹目白鮭繁殖力指標的主成分分析結果顯示，在第一主成分上，體重、體長卵巢重、性成熟系數、絕對懷卵量、相對懷卵量6項指標的矩陣值和負荷量均在0.9以上，達到了較高的水平，說明這些指標在判斷凹目白鮭繁殖力大小時都發揮了很大的作用，其中卵巢重與絕對懷卵量的作用最大，體重與相對懷卵量其次，體長與成熟系數的作用最低（見表3、4）。

2.3凹目白鮭繁殖力第一主成分、第二主成分和散點圖的分析結果

圖1　凹目白鮭繁殖力散點圖

通過計算得出的第一主成分值與第二主成分值，以第一主成分值為橫坐標，第二主成分值為縱坐標，作出二維的散點圖（圖1），用各種不同的圖形表示各個樣本數據，可以直觀明確的看出10個樣本繁殖力的情況。越靠右上的繁殖力得分越高，繁殖力也越強，越靠左上的繁殖力得分越低，繁殖力就越弱。則可以將10個凹目白鮭個體的繁殖能力分為3類：編號4、6和8的繁殖力最強，編號1、2和7的繁殖力最弱。編號3、5、9和10的繁殖力介于兩者之間。

2.4凹目白鮭繁殖力第一主成分和排序圖的分析結果

樣本繁殖力的得分值越大，表明樣本的繁殖力越強，樣本繁殖力得分值越小，則樣本的繁殖力則越弱。凹目白鮭繁殖力的第一主成分得分值結果顯示，樣本主成分1～10號分別為-2.62、-3.09、-0.36、3.29、0.38、2.48、-2.16、2.73、0.38、-1.02，其中，4號樣本得分值最大，繁殖力也最強；2號樣本得分值最小，繁殖力也最弱；其他樣本介于二者之間。圖2中，4號樣本在X軸的最右邊，可知在X軸上，樣本越靠右，其繁殖力就最強，樣本越靠左，其繁殖力越弱。另外，從第一主成分的得分值與排序圖可以看出，10個凹目白鮭個體的繁殖力可以分成3個群體：編號4、6、8為最強繁殖力組，編號3、5、9、10為中等，編號1、2、7為繁殖力最弱組。

圖2　凹目白鮭繁殖力的第一主成分排序

3　討論與小結

3.1主成分分析法

使用主成分分析法是一種將原來多個彼此相關的指標轉換為新的、個數較少且互相獨立或不相關的綜合指標的方法，可以化繁為簡，且不損失或很少損失原有信息，將多個形態比例性狀綜合成少數幾個因子，從而得出不同群體的差異大小，并可根據不同群體的主成分值找出各群體在各主成分值上差異較大的參數。本文研究采用了主成分分析法，用量化的方式評價了凹目白鮭繁殖力，結果直觀明確。

3.2關于凹目白鮭繁殖力主成分分析的結果

凹目白鮭繁殖力的主成分分析結果表明，繁殖力的大小與體型的關系并不是非常密切，但是基本上是隨著體型的增大而增大。通過主成分分析總方差的結果顯示我們的第一主成分已達到70％，能合適的運用到下個計算及表格中，通過主成分分析得到的特征根、貢獻率、累積貢獻率可知，第一主成分的貢獻率已經達到了91.980％，能夠反映出大部分信息，所以取第一主成分即可研究。

通過主成分分析得到了凹目白鮭繁殖力主成分的矩陣，可以得出第一主成分值跟第二主成分值，也得出了第一主成分上的特征向量及負荷量值。并以第一主成分跟第二主成分做出二維散點圖，用各種圖形表示各個樣本，旨在為了能更清楚的看出每個數據的分布位置與情況，越往右上角的樣本繁殖力越強，越往左上角的樣本繁殖力越弱。再用第一主成分的得分值做出一維一軸圖，通過每個數據在數軸的位置，清楚地得出各個樣本的繁殖力情況?？拷疫叺臉颖痉敝沉ψ顝姡拷筮叺姆敝沉ψ钊?。通過二維散點圖可以看出4號樣本在軸最右側，說明繁殖力最強，2號樣本在軸的最左側說明繁殖力最弱，其他樣本介于它們之間。

3.3小結

本研究結果顯示，凹目白鮭繁殖力主成分分析的第一主成分貢獻率就達到91.980％，可以很好的反映出6項繁殖力指標的絕大部分信息，因此，可以使用第一主成分作為一個綜合指標來評價凹目白鮭繁殖力。在第一主成分上，體重、體長、卵巢重、性成熟系數、絕對懷卵量、相對懷卵量6項指標的矩陣值和負荷量均在0.9以上，達到了較高的水平，說明這些指標在判斷凹目白鮭繁殖力大小時都發揮了很大的作用，其中卵巢重與絕對懷卵量的作用最大，體重與相對懷卵量其次，體長與成熟系數的作用最低。

凹目白鮭移植到賽里木湖雖然已獲得成功，但是在人工繁殖方面還存在著受精率低、孵化率低等一系列技術難題。因此，準確掌握和評價凹目白鮭繁殖力的高低，對于凹目白鮭的人工繁殖工作具有重要的指導意義。

［1］張人銘，郭眾，蔡林剛，等.賽里木湖凹目白鮭的生物學研究［J］.水產學雜志，2003，16（1）：40-49.

［2］朱光輝，李勝忠，侯玉軍.3種白鮭的多變量形態分析［J］.貴州農業科學，2015，43（8）：193.

［3］郭焱，張北平，張人銘，等.凹目白鮭在賽里木湖生長的初步研究［J］.水利漁業，2004，24（4）：43.

［4］郭焱，馬燕武，蔡林剛，等.賽里木湖高白鮭和凹目白鮭肌肉、卵的營養分析評價［J］.水產學雜志，2004，17（1）：62-67.

［5］楊嚴鷗，李林春，操玉濤.中華鱘繁殖力的主成分分析研究［J］.信陽農業高等?？茖W校學報，2000，10（1）：46-49.

［6］楊嚴鷗.淡水魚類生態對策的主成分分析研究［J］.湖北農學院學報，1999，19（1）：42.

［7］余家林.農業多元實驗統計［M］.北京：北京農業大學出版社，1993：176-180.

［8］詹壽發，張小谷．魚類表型研究進展［J］.九江學院學報，2006，21（1）：38-41.

2016—08—11

新疆鮭鱒魚工程技術研究中心組建項目，項目編號：201407。

李勝忠（1964-），男，副教授，碩士，從事水產動物增養殖與繁殖生理學研究。E-mail：xndlisheng zhong@sina.cn。