松陽花鱉與中華鱉四個地理種群形態差異比較研究

金晶,劉子明,呂耀平,*,陸君,陳躍軍,朱仙龍,葉雅萍,謝貴榮

1.寧波大學海洋學院,寧波 315211 2.麗水學院生態學院,麗水 323000 3.麗水市水產技術推廣站,麗水32300 4.松陽縣水產技術推廣站,麗水32300

1 前言

松陽花鱉為中華鱉(Trionyx Sinensis)位于浙江省西南部的地方群體,隸屬于龜鱉目(Testudinata)、鱉科(Trionychidae),產自麗水松陽縣,具有肉質好、韌勁足、口感好等優點,有很大的市場前景。松陽縣自上世紀八十年代中期就開始進行松陽花鱉的人工養殖[1]。由于松陽花鱉養殖的經濟效益好,養殖規模不斷擴大并且帶動越來越多的人投入到松陽花鱉養殖行業當中來。據松陽縣水產技術推廣站統計,松陽花鱉在1995—1998年達到養殖高峰,有近二百多家養殖戶,養殖面積約1500余畝,產值高達4000萬元,占松陽縣水產行業的 70%,形成了松陽縣古市鎮上河村與松陽縣新興鎮大石村兩個比較集中的松陽花鱉養殖村[2],養殖松陽花鱉為松陽縣帶來了可觀的經濟財富。中華鱉雖然沒有明顯的亞種分化,但存在著很多地理群體,如長江流域的洞庭群體、黃河流域的黃河群體、珠江流域的廣西黃沙群體等。近年來中華鱉養殖業的快速發展,中華鱉引種頻繁[3-5],導致松陽花鱉與其他中華鱉群體相互混雜,其種質多樣性逐漸降低,故松陽花鱉種質資源的保護迫在眉睫。

外部形態是種質資源鑒定最簡單、直觀的重要方法之一[6–7]。目前,對中華鱉不同群體外部形態特征的研究較多,不同的研究者測定的外部形態指標存在差異。如李思發等[8]通過對中華鱉15個外部形態特征進行綜合比對,研究中華鱉4個不同地理群體的幼鱉及成鱉的形態差異。劉陽等[7]測量了中華鱉洞庭、黃河、黃沙、日本以及綠卡5個群體的16個外部形態性狀。肖丹鳳等[9]采用體質量和6個形態特征為指標對中華鱉黃河、洞庭和綠卡養殖群體進行了比較,發現黃河群體的主要形態特征為背甲長和體高,洞庭群體為背甲長、背甲寬和體高,綠卡群體為腹甲長和腹甲寬。因此,選擇較好的形態指標對區分不同群體中華鱉尤為重要。本實驗在先前研究者的基礎上,增添了多個形態指標,對松陽花鱉與中華鱉4個不同群體的形態差異進行了分析研究,旨在詳細地描述中華鱉的形態表征,將松陽花鱉與其他中華鱉群體進行區分,為松陽花鱉種質資源的保護和種質改良提供科學的理論依據。

2 材料與方法

2.1 材料

松陽花鱉(SY)、德清花鱉(DQ)和黃河鱉(HH)采于浙江省麗水市松陽縣大石村中華鱉養殖場。黃沙鱉(HS)產自廣西省貴港市平南縣平南鎮西村,洞庭湖鱉(DT)產自湖南省常德市漢壽縣。5個群體各60只,規格為(100±16)g·只-1,選取活力強、無缺損的個體。

2.2 體色、背部花紋的觀察和腹部黑斑的測定

圖1 中華鱉腹部代表性黑斑位置和背部花紋Fig.1 Position of the representative abdominal black spots and dorsal stripe of T.sinensis

按照李思發等[10]的方法,根據中華鱉腹部的黑斑分布規律和構成的圖案,將其分為7塊,依照圖1所示的各塊黑斑的分布位置對每只中華鱉腹部用數碼相機拍攝歸檔,同時觀察鱉的體色以及背部的花紋,對背部花紋和腹部黑斑的有無、斑塊數量及深淺予以統計分析。

2.3 形態指標測定

對中華鱉5個不同群體的27項形態指標進行測量,包括體重、背甲長、背甲寬、體高、背周長、后側裙邊寬、腹甲長、腹甲凹寬、頭長、頭寬、鼻寬、眼間距、前肢長、前肢寬、后肢長、后肢寬、尾寬、尾長、爪子長(右前肢身體內側向外側數第1爪、第2爪和第3爪)、吻長、吻突寬、上腹板長、上腹板寬、下腹板長、下腹板寬。長度測量采用電子游標卡尺(精確度為0.01 mm),體重測量采用電子天平(精確度為0.01 kg),測量方法參考中華鱉國家標準(GB21044－2007)[11]。

2.4 數據分析

以背甲長為基數,將其余形態指標轉化為26個比例性狀,如背甲寬/背甲長、裙邊后側寬/背甲長等,用SPSS 17.0進行聚類分析和主成分分析[12-13]。聚類分析時先計算各個群體數據的平均值,再對其進行系統聚類分析。主成分分析時對5個群體的形態指標進行主成分分析,得到各主成分特征值和貢獻率,根據各個主成分的得分繪制主成分的散點圖。

3 結果與分析

3.1 體色、背部花紋的觀察和腹部黑斑的測定

觀察中華鱉5個群體背部體色花紋,發現松陽土著群體(SY)與其他群體存在較為明顯的差異,且不規則地分布著黑色雪花樣斑點;同時對腹部花斑圖案觀察,發現松陽花鱉與其他群體腹部斑塊圖案也具有差異性,具體結果如表1所示。

另外,SY與其他群體腹部7個斑塊的分布與數量也存在差異,結果如表2所示,SY腹部7個斑塊中出現的概率普遍較低,出現無斑塊的概率為31.82%,而DQ和DT出現斑塊的概率為100%。同時,與HH和HS相比,SY斑塊1出現的幾率最小,僅為4.55%。

3.2 形態指標數據測定

表3為松陽花鱉(SY)、德清花鱉(DQ)、黃河鱉(HH)、黃沙鱉(HS)和洞庭湖鱉(DT)五個群體的26項比例性狀的比值。

3.3 聚類分析

對SY、DQ、HS、HH和DT這5個群體的形態指標進行聚類分析,5個群體形態比例參數的聚類結果如圖2所示,可見5個群體分為三支,SY與HS距離最近,兩者聚為一支;HH和DQ聚為一支;DT單獨成一支,與其他4個群體相對距離最遠。

表1 中華鱉5個群體背部花紋和腹部斑塊的比較Tab.1 Comparison of abdominal dark spots and dorsal stripe of T.sinensis

表2 中華鱉5個群體腹部7個黑色斑塊的出現頻率Tab.2 Occurrence frequency of abdominal dark spots in five populations of T.sinensis

表3 中華鱉不同地方群體的比例性狀Tab.3 Morphometric characteristics of five populations of T.sinensis

圖2 中華鱉5個群體的形態聚類圖Fig.2 Morphological cluster analysis of five populations of T.sinensis

3.4 主成分分析

對中華鱉5個群體的形態指標進行主成分分析,共獲得2個主成分,KMO(Kaiser－Meyer－Olkin)值為0.980,累積貢獻率為84.193%,其主成分綜合指標分析結果如表4所示。第1主成分抽提數據中各項指標普遍偏高,反應了中華鱉整個形態的變化;第2主成分主要在背周長/背甲長,后側裙邊寬/背甲長,尾長/背甲長,頭長/背甲長載荷值比較大,反應了中華鱉背甲周長、裙邊寬、頭部和尾部的形態變化。用2個主成分制作簡單散點圖,結果如圖3所示,中華鱉5個群體的趨同性和趨異性較明顯,SY與HS有部分重疊,HH和DQ重疊在一起,DT則與其他四類群體沒有重疊部分,散點圖和聚類圖結果一致。

表4 中華鱉5個群體的主成分載荷矩陣Tab.4 Components matrix for five populations of T.sinensis

圖3 中華鱉 5個不同群體主成分分析二維散點圖Fig.3 Two-dimension scatter plots of principle component analysis for five populations of T.sinensis

4 討論

外部形態特征觀察作為種質資源鑒定的方法之一,具有簡單、直觀的優勢。通常將外部形態特征分為可數性狀和可量性狀兩類。中華鱉可數性狀主要對腹部黑色斑塊進行測量觀察。中華鱉腹部底色呈黃白色,常伴有分布規則的黑色斑塊[14-15]。研究發現黑斑的深淺與其年齡及生活環境有關,其中養殖環境的底質對其影響最大,棲息于沙底環境的鱉其黑斑較淡,棲息于泥底環境里的鱉其黑斑較深[16]。周工健等[16]通過對中華鱉、山瑞鱉(Palea steindachneri)和砂鱉(Pelodiscus axenaria)3種鱉的稚鱉進行腹面圖案的觀察,發現其存在顯著差異,認為稚鱉腹面的顏色差異(在顏色未消失前),可作為區分不同鱉種或不同地域鱉種的重要外觀依據,還可作為鱉種質資源提純復壯的指標。本實驗中松陽花鱉、德清花鱉和黃河鱉腹部的斑塊圖案顏色較淺,其他兩個群體腹部顏色則較深,呈黑色。試驗中松陽花鱉、德清花鱉和生活環境為水泥池,底部鋪有泥沙,與先前研究相吻合。另外,不同群體腹部斑塊的分布與數量也存在差異。李思發等[10]發現中華鱉體色存在群體間固有差異,其研究結果顯示黃河鱉腹部全白比例達100%,洞庭湖鱉和潘陽湖鱉及淮河鱉腹部全白的比例在80%—90%;太湖鱉、崇明鱉及臺灣鱉腹部全白的比例僅12%—22%。本實驗中華鱉腹部均存在有黑斑圖案,松陽花鱉、黃沙鱉和黃河鱉不同程度地出現了腹部無斑塊花紋現象,德清花鱉和洞庭湖鱉則出現斑塊的概率為100%。根據研究發現,腹部黑斑以及背部花紋與一種黑色素細胞產生的黑素分子有關,在不同的發育階段發揮作用,隨著鱉的成長,其腹部黑色斑塊會發生相應的變化,本實驗與李思發等研究結果存在差異可能是由于鱉的規格存在差異所致,李思發選擇規格大小為3—5 g左右,而本實驗測定的鱉其重量為100 g左右。實驗中松陽花鱉腹部出現黑斑的概率較低,其中黃河鱉出現黑斑的頻率與其最為相近,這與李思發實驗中黃河鱉腹部為全白現象達100%有差異,猜測可能是黃河鱉與松陽花鱉出現了一定的混雜,導致其腹部出現黑斑。綜上所述說明中華鱉腹部黑色斑塊圖案,既受到遺傳控制,也受環境影響,還是受遺傳-環境相互作用的復雜表型。此外,中華鱉不同群體背部體色和雪花狀花紋也是存在著差異,但目前與之相關的研究較少,故還需通過分子手段作進一步的探索分析。

可量性狀主要包括對中華鱉體重、背甲長、背甲寬、后側裙邊寬、尾長等主要外觀形態指標[17-18]。相對于只要遺傳較穩定即可作為標記的可數性狀來說,可量性狀這類指標一般需要采用多元相關分析,即以比例性狀為指標來進行分析,本實驗以背甲長為基數,以比例性狀采用聚類分析和主成分分析,以確保分析結果的準確。目前,通過對可量性狀的差異分析來進行種質鑒定及良種選育的研究較多。在種質鑒定方面,劉陽等[7]通過對中華鱉5個群體16項生物學外部形態性狀的測量,發現綠卡與母本洞庭湖鱉和父本黃河鱉聚成一支,黃沙與日本聚成一支。本實驗結果發現5個中華鱉群體可分為三支,松陽花鱉與黃沙鱉聚為一支;黃河鱉和德清花鱉聚為一支;洞庭湖鱉與其他4個群體相距較遠。可量性狀一般與養殖的環境如飼料等直接相關,從地理上看,浙江松陽和廣西貴港市相距較遠,但松陽花鱉與黃沙鱉的可量性狀指標顯示形態最為相近,猜測可能是這兩者養殖環境較為相近,而養殖于大石村的黃河鱉和德清花鱉雖然與松陽花鱉養殖環境一致,但因為存在遺傳關系的原因,在形態方面并不是最為接近。因此在通過形態表征進行區分時不應只參照單一的形態指標,而應該要多個形態指標綜合比較。在良種選育方面,馬曉等[11]對100日齡和300日齡中華鱉的背甲長、腹甲長、背甲寬和體高與體重進行了測量與分析,發現體重為主要的外部形態指標。李登明等[19]綜合運用體重、體長、體寬、裙邊長和裙邊寬等指標,對不同鱉群的生長性狀進行比較分析,進而選育出生長性能普遍優于親代的黃沙鱉。李思發等[8]發現裙邊寬厚度是中華鱉的重要經濟指標,黃河鱉、淮河鱉和洞庭湖鱉的裙邊較寬而厚。本文對數據進行主成分分析發現其背周長/背甲長,后側裙邊寬/背甲長,尾長/背甲長,頭長/背甲長載荷值比較大,主要反應了中華鱉背甲周長、裙邊寬、頭部和尾部的形態變化。其中松陽花鱉、德清花鱉和黃河鱉的后側裙邊寬/背甲長較大,與其他群體差異顯著。這與李思發的研究結果一致,表明松陽花鱉與黃河鱉和德清花鱉一樣,具有良種優良性狀。

綜上所述,松陽花鱉在外形表征上與其他中華鱉群體間存在差異,但形態特征會受到個體自身的水平差異以及環境因素等的影響,因此還需要采用分子標記等技術手段來揭示不同群體的遺傳多樣性。然而,由于形態差異觀察方便,對生產實際應用來說,可作為輔助種質鑒定和良種選育的手段。

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