廖 愚,王培培,袁宗偉,楊賓蘭,鄭海濤,盧飛麟,呂業(yè)堅,覃俊奇
(廣西水產(chǎn)引育種中心,廣西 南寧 530031)
不同養(yǎng)殖模式建鯉家系選育F3代生長性能比較分析
廖 愚,王培培,袁宗偉,楊賓蘭,鄭海濤,盧飛麟,呂業(yè)堅,覃俊奇*
(廣西水產(chǎn)引育種中心,廣西 南寧 530031)
【目的】通過對不同養(yǎng)殖模式下建鯉家系選育F3代生長性能比較和通徑分析,為建鯉選育在考慮不同養(yǎng)殖模式下確立選育性狀指標(biāo)提供依據(jù)。【方法】利用建鯉家系選育F2代的選育系的后代作為選育組,以建鯉家系選育F2代的對照系的后代作為對照組,在3個試驗點進(jìn)行大水面、網(wǎng)箱和池塘不同模式下進(jìn)行養(yǎng)殖,并對各組體質(zhì)量(Y)、全長(X1)、體長(X2)、體高(X3)等4個形態(tài)性狀進(jìn)行測定,進(jìn)行相關(guān)分析、通徑分析及多元回歸分析。【結(jié)果】各試驗點選育組生長速度均快于對照組,生長性狀指標(biāo)的變異系數(shù)均小于對照組,F(xiàn)3代性狀趨于穩(wěn)定,生長優(yōu)勢明顯。不同養(yǎng)殖模式下不同組的各性狀指標(biāo)對體質(zhì)量的直接作用和間接作用各不相同,不同性狀對體質(zhì)量的決定程度也不同,不同養(yǎng)殖模式下同代選育群體生長性狀之間存在生長差異。DH選育組可建立多元回歸方程:Y=-669.707+42.462X1-35.270X2+82.932X3,而其余組由于相關(guān)指數(shù)小于0.85,或者剩余因子的數(shù)值大,無法用逐步剔除剩余自變量來正確估計體質(zhì)量,還有其他的性狀是影響體質(zhì)量的重點性狀,說明在不同養(yǎng)殖模式下不同形態(tài)生長性狀指標(biāo)對體質(zhì)量的重點影響不同。【結(jié)論】不同養(yǎng)殖模式下影響體質(zhì)量的主要形態(tài)性狀不同,重點采用對體質(zhì)量影響比較重要的性狀,估算個體育種值,根據(jù)親緣關(guān)系進(jìn)行家系選育,可有效提高良種選育效率。
建鯉;家系選育F3代;形態(tài)性狀;比較分析
【研究意義】建鯉(Cyprinuscarpiovar.jian)是中國水產(chǎn)科學(xué)院淡水漁業(yè)研究中心1996年育成的遺傳性狀穩(wěn)定的優(yōu)良鯉魚品種,到目前在全國各地廣泛養(yǎng)殖已經(jīng)有20多年,雖然建鯉遺傳性狀比較穩(wěn)定,但近年來,也出現(xiàn)遺傳多樣性下降、大小分化差異等種質(zhì)退化的現(xiàn)象[1]。因此,在原有基礎(chǔ)上通過遺傳改良,獲得具有優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)性狀和較高的遺傳穩(wěn)定性的建鯉生長新品系,對提高良種鯉魚水產(chǎn)養(yǎng)殖覆蓋率具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】在鯉魚育種實踐中,體質(zhì)量是育種的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo),而體質(zhì)量受到多項形態(tài)指標(biāo)的影響,開展形態(tài)性狀與體質(zhì)量之間的關(guān)系的研究,可以加強(qiáng)對體質(zhì)量與性狀的間接選擇以提高育種效率,為育種工作帶來便利[2]。近年來,相關(guān)分析、多元回歸分析已廣泛用于水產(chǎn)動物選育上[3-5],但國內(nèi)大多報道是不同生長階段、不同養(yǎng)殖密度和不同養(yǎng)殖群體生長性狀間的相關(guān)性。在鯉魚的相關(guān)報道中,比如建鯉與黃河鯉雜交F1代體長和體高是影響體重決定性的作用[6];建鯉自交及與黃河鯉正反雜交子代在398d時對體重的決定系數(shù)均以體長占主導(dǎo)[7];福瑞鯉選育家系不同養(yǎng)殖階段的生長差異分析[8];鯉魚不同選育群體形態(tài)學(xué)及生長性能的比較分析[9]等。【本研究切入點】不同養(yǎng)殖模式下生長性狀間的關(guān)系,尚不見報道。采用相關(guān)分析、通徑分析[10]及多元回歸分析,可為鯉魚選育在考慮不同養(yǎng)殖模式下確立選育性狀指標(biāo)提供依據(jù)。【擬解決的關(guān)鍵問題】通過2004年自中國水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心引進(jìn)的建鯉經(jīng)過2代群體選育,2012年以2代群選的建鯉作為育種材料,以體重與體型為主要選育指標(biāo),進(jìn)行3代家系選育,研究在不同養(yǎng)殖模式下重點采用對體質(zhì)量影響比較重要的性狀,選育出適宜于在不同養(yǎng)殖模式下的鯉魚新品系,以期有效提高良種選育效率。
2004年自中國水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心引進(jìn)建鯉,經(jīng)2代群體選育,自2012年以2代群選的建鯉作為育種材料,以體重為主要指標(biāo),進(jìn)行了3代家系選育,運用BLUP法對各代家系中鯉魚個體的育種值進(jìn)行估算,根據(jù)育種值大小與親緣關(guān)系,選留各代選育系和對照系。對每代選留的家系進(jìn)行PIT(Passive Integrated Transponder)標(biāo)記,并同塘進(jìn)行培養(yǎng)。
2016年,為測定建鯉家系選育F2后代F3代生長性能,以建鯉家系選育F2代的選育系的后代作為選育組,以建鯉家系選育F2代的對照系的后代作為對照組,分別在廣西不同區(qū)域的桂西的西林縣(XL)、桂西北的大化(DH)、桂中的武鳴區(qū)(WM)不同模式下進(jìn)行精養(yǎng)。XL和DH試驗點分別采用大水面網(wǎng)箱養(yǎng)殖和常規(guī)網(wǎng)箱養(yǎng)殖,網(wǎng)箱規(guī)格(長×寬×高)分別為:12 m×12 m×6 m和4 m×7 m×3 m,WM試驗點采用池塘養(yǎng)殖,池塘面積為0.333 hm2;XL、DH 和WM試驗點的放養(yǎng)密度分別為60、110和33.3尾/hm2;放養(yǎng)時間分別為2016年6月10日、5月27日和5月5日。各試驗點均設(shè)有平行組,放養(yǎng)的魚苗規(guī)格平均體質(zhì)量為1.1 g,平均全長3.8 cm,全程投喂膨化顆粒飼料。
3個試驗點每隔2月采集數(shù)據(jù)1次,選育組和對照組每次各采集30尾,測量時先用魚安定(25 mg/L)麻醉試驗魚,用電子天平(精確到0.1 g)稱量體質(zhì)量(Y),用游標(biāo)卡尺(精確到1 mm)測量全長(X1)、體長(X2)和體高(X3)。
1.3.1 基本表型參數(shù)統(tǒng)計 對每個試驗點的性狀測量數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理分析,獲得各形態(tài)性狀的表型參數(shù),包括各個表型均值(MN)、標(biāo)準(zhǔn)差(σ)和變異系數(shù)(c.v.)。
c.v.(%)=σ/MN×100[11]
1.3.2 各性狀間通徑分析 Pearson簡單相關(guān)系數(shù)(rxy)描述2個定距變量間聯(lián)系的緊密程度。通徑系數(shù)Pi為標(biāo)準(zhǔn)化的回歸系數(shù),多個變量情況下為標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù)。一個自變量對因變量的決定系數(shù)(dy,xi)是這個自變量通徑系數(shù)的平方,2個自變量對因變量的決定系數(shù)(dy,xixj)是2個自變量之間相關(guān)系數(shù)與它們通徑系數(shù)乘積的2倍,多個自變量對因變量的決定系數(shù)是R2。具體計算公式如下[12-13]。
dy,xixj=2rxixjPy,xixPy,xj

表1 不同試驗點建鯉家系選育F3代生長性狀比較
注:同試驗點同列數(shù)據(jù)后不同小、大寫字母分別表示差異達(dá)顯著水平(P<0.05)和極顯著水平(P<0.01),下同。
Note:The different lowercase and capital letters in the same column of the same place means significant difference (P<0.05)and highly significant difference (P<0.01), the same as below.
1.3.3 多元回歸分析 通過剔除偏回歸系數(shù)不顯著的性狀,建立形態(tài)性狀與體質(zhì)量的多元回歸方程,并對方程進(jìn)行顯著性檢驗。體質(zhì)量(y)的回歸方程線性模型[10]:
y=b0+b1x1+b2x2+…+bixi
式中,y為因變量,b0為常數(shù)項,bi為對應(yīng)的偏回歸系數(shù),xi為自變量。
1.3.4 數(shù)據(jù)分析處理 試驗相關(guān)數(shù)據(jù)均利用Excel 2007和SPSS 18.0軟件進(jìn)行分析處理。
從表1可見:WM和DH試驗點的選育組的體質(zhì)量、全長、體長和體高均極顯著高于對照組(P<0.01,下同),XL的選育組和對照組的體質(zhì)量、和體長差異不顯著(P>0.05),全長和體高的差異顯著(P<0.05);WM、XL和DH的選育組均比對照組生長速度快,體質(zhì)量增長率分別是32.3 %、9.9 %和51.4 %; WM、XL和DH的選育組的體質(zhì)量、全長、體長和體高的變異系數(shù)均低于對照組,其中4個形態(tài)性狀變異系數(shù)最小的是XL的選育組。
從WM、XL、DH的選育組和對照組的各性狀間相關(guān)系數(shù)(Pearson系數(shù))可見(表2),全長、體長、體高的性狀指標(biāo)與體質(zhì)量的Pearson相關(guān)系數(shù)均達(dá)到極顯著水平(P<0.01),此外,全長、體長、體高3性狀指標(biāo)兩兩之間相關(guān)系數(shù)也達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。3個試驗點的性狀指標(biāo)與體質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)排序均是全長>體長>體高,選育組中WM的全長對活體質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)最大,為0.980,體高最小,為0.891,對照組中XL的全長對體質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)最大,WM的體高最小為0.753。

表2 不同試驗點性狀間的相關(guān)系數(shù)
注:**表示差異極顯著(P<0.01)。
Note: ** means highly significant difference(P<0.01).

表3 不同試驗點3個形態(tài)性狀對體質(zhì)量影響的通徑分析
由表3可知,WM和XL的選育組對體質(zhì)量直接作用排序是全長>體長>體高,DH的選育組是全長>體高>體長,WM和DH的對照組對體質(zhì)量的排序是全長>體高>體長,XL排序是體高>全長>體長。根據(jù)相關(guān)系數(shù)的組成效應(yīng),可將相關(guān)系數(shù)分成直接作用和間接作用2個部分。WM和DH的選育組和對照組全長對體質(zhì)量的直接作用大于間接作用,而XL選育組和對照組全長的間接作用大于直接作用,除掉XL選育組和對照組的體高,DH選育組的體高,其余各性狀指標(biāo)的間接作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直接作用。
根據(jù)單個性狀對體質(zhì)量的通徑系數(shù)和兩個性狀間的相關(guān)系數(shù),計算得到表4中的3個形態(tài)性狀指標(biāo)對體質(zhì)量的決定系數(shù),以分析不同性狀指標(biāo)對體質(zhì)量的決定程度。根據(jù)表4可以發(fā)現(xiàn),選育組與對照組比較,單個性狀影響情況與通徑分析結(jié)果一致。WM的選育組和對照組全長的單獨作用最大,分別是0.423、0.769;XL的選育組體高與體長和對照組的全長與體高共同作用最大,分別是0.367、0.216;DH的選育組的全長與體高共同作用最大,為1.343,對照組的全長單獨作用最大,為1.406。

表4 不同試驗點 3個形態(tài)性狀對體質(zhì)量決定系數(shù)

表5 不同試驗點3個形態(tài)性狀與體質(zhì)量的復(fù)相關(guān)分析

根據(jù)多元回歸分析的原理,形態(tài)性狀與體重的相關(guān)關(guān)系達(dá)到顯著或極為顯著水平,就可以進(jìn)行多元回歸估計。由表6表明,自變量回歸系數(shù)和回歸常數(shù)都達(dá)到顯著水平(P<0.05),由于WM的對照組相關(guān)指數(shù)R2=0.828,小于0.85,剔除剩余因子值相對大的WM對照組和選育組以及XL對照組,經(jīng)過逐步回歸剔除,剩余各組建立的最優(yōu)多元回歸方程,根據(jù)表6得出幾組多元回歸方程分別為:
XL選育組:Y=-264.876+12.354X2+32.828X3;
DH選育組:Y=-669.707+42.462X1-35.270X2+82.932X3;
DH對照組:Y=-421.043+20.475X1+19.837X3。

表6 不同試驗點偏回歸系數(shù)和回歸常數(shù)
本研究結(jié)果表明,3個試驗點的選育組生長速度均比對照組生長速度增快,4個生長性狀指標(biāo)的變異系數(shù)均小于對照組,由此可見,經(jīng)過多代選育的后代性狀趨于穩(wěn)定,生長優(yōu)勢明顯,育種效果良好,這與本研究前期做F2代育種效果分析結(jié)果較為一致[1]。而在BLUP復(fù)合育種中,由于家系魚PIT標(biāo)記后用池塘進(jìn)行同塘培育,因此一般以池塘養(yǎng)殖環(huán)境來采集數(shù)據(jù),而并沒有考慮其他養(yǎng)殖模式環(huán)境對選育效果的影響評價,僅僅考慮池塘模式環(huán)境影響因子,來估算分析后代育種值再配對繁殖。3個試驗點鯉魚生長性狀出現(xiàn)較大差異性,DH網(wǎng)箱養(yǎng)殖增速最大為51.4 %,XL大水面養(yǎng)殖增速最小,但4個生長指標(biāo)的變異系數(shù)最小,在放養(yǎng)試驗魚初始規(guī)格相同,所選后代在不同養(yǎng)殖模式下兩組生長有顯著的差異,說明不同養(yǎng)殖環(huán)境對育種效果有很大的影響。
本研究團(tuán)隊在對鯉魚選育F1代家系形態(tài)形狀對體質(zhì)量研究[15]時發(fā)現(xiàn),全長、體高是影響體質(zhì)量重點性狀,有關(guān)研究結(jié)果表明[15-18],體長、體高和體寬是影響鯉魚體質(zhì)量的主要性狀,本研究通過對3個試驗點選育組和對照組進(jìn)行相關(guān)性分析、通徑分析和決定程度分析,發(fā)現(xiàn)在不同養(yǎng)殖模式下,3個形態(tài)性狀對體質(zhì)量的影響在選育組和對照組各不相同,從通徑分析和決定程度分析可以看出,不同組的各性狀指標(biāo)對體質(zhì)量的直接作用和間接作用各不相同,不同性狀對體質(zhì)量的決定程度也不同,說明在不同養(yǎng)殖模式下,同代選育群體生長性狀之間產(chǎn)生了生長差異。
在進(jìn)行水產(chǎn)動物育種研究的多元線性回歸分析,大多報道是不同生長階段[19]、不同養(yǎng)殖密度[20]和不同養(yǎng)殖群體[21]生長性狀間的相關(guān)性,而對不同養(yǎng)殖模式下,同代選育群體生長間的生長相關(guān)性還未見報道。本研究通過運用通徑分析和逐步多元回歸分析,剔除與因變量體質(zhì)量偏回歸系數(shù)不顯著(P>0.05)的自變量,建立最優(yōu)多元回歸方程,認(rèn)為全長、體長、體高3個形態(tài)性狀是影響體質(zhì)量的重點性狀,利用這3個性狀基本可以預(yù)測體質(zhì)量。DH對照組影響體質(zhì)量的2個重點性狀是全長、體高,XL選育組影響體質(zhì)量的兩個重點性狀是體長和體高。其余組由于相關(guān)指數(shù)小于0.85,或者剩余因子的數(shù)值大,因此無法用逐步剔除剩余的自變量來正確估計體質(zhì)量,應(yīng)該還有其他的性狀是影響體質(zhì)量的重點性狀。本研究表明,在不同養(yǎng)殖模式下,不同生長性狀之間存在著相關(guān)性差異,并且不同形態(tài)生長性狀指標(biāo)對體質(zhì)量的重點影響不同。
本研究結(jié)果表明,在不同養(yǎng)殖模式下影響體質(zhì)量的主要形態(tài)性狀不同,在建鯉家系選育中,確定以生長速度為選育目標(biāo)主性狀,以其他的生長性狀為輔助選擇性狀,根據(jù)不同養(yǎng)殖模式下重點采用對體質(zhì)量影響比較重要的性狀,估算個體育種值,根據(jù)親緣關(guān)系進(jìn)行家系選育,可有效提高良種選育效率。
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GrowthPropertiesComparisonofF3GenerationofSelected-
BreedingCyprinuscarpiounderDifferentCultivatingModes
LIAO Yu, WANG Pei-pei, YUAN Zong-wei, YANG Bin-lan,ZHENG Hai-tao,LU Fei-lin, LV Ye-jian, QIN Jun-qi*
(Guangxi Aguatic Products Introduction and Breeding Center, Guangxi Nanning 530031,China)
【Objective】To provide a basis for establishing the breeding characteristics of common carp with different breeding patterns, the comparison and path analysis of the growth performance of F3generations under different cultivating modes were studied.【Method】Breeding at three different cultivating-experiment conditions of the large-surface water, cages and the ponds, the off springs of the selected and controlled families of F2generation were served as the breeding groups and the control groups, respectively. Then, we measured body weight(Y),full length(X1),body length(X2) and body height(X3) of those off springs, furthermore, all data was statistically analyzed with the help of the correlation analysis, path analysis and multiple regression analysis.【Result】The results revealed that the growth rate of the experimental group at the different breeding places were higher than the control group, however, the variation coefficient of growth indexes was opposite. Meanwhile the growth traits of the F3generation became stable, and those advantages are highly obvious. Not only the direct and indirect effects what every group under every breeding mood generated on the body weight were different, but also were the level of effects what each growth trait emerged, so the growth traits of the same generation under the different breeding patterns brought about physical variance. DH breeding group was the unique one to establish a multiple regression equation with independent variables (full length, body length and body height):Y= -669.707 + 42.462X1-35.270X2+ 82.932X3. However, due to the correlation indexR2being less than 0.85 and the value of residual factor being greatly large,the rest of group can not be used to correctly estimate the body weight, by gradually eliminating the remaining independent variables. There were other traits that affected the body weight of the key traits, indicating that the effects on body weight of different morphological characteristics of the growth rate of different farming patterns were different.【Conclusion】The main morphological characters affecting body weight were different under different culture patterns, and the emphasis should be placed on the important traits that influence the quality of the body and family breeding based on genetic relationship, which will effectively improve the efficiency of the improved varieties.
Cyprinuscarpiovar.jian; F3Generation of Selected-Breeding; Morphological trait; Comparative analysis
1001-4829(2017)12-2843-06
10.16213/j.cnki.scjas.2017.12.039
2017-09-02
廣西壯族自治區(qū)水產(chǎn)畜牧獸醫(yī)局農(nóng)林推廣項目“廣西鯉魚良種選育(續(xù)建)”(桂漁牧財〔2017〕23號);現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系大宗淡水魚產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目(CARS-45)
廖 愚(1979-),男,工程師,主要從事水產(chǎn)動物遺傳育種工作,E-mail:41122025@qq.com;*為通訊作者:覃俊奇(1980-),E-mail: 28434483@qq.com。
S965.1
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