3種野生珍珠貝表型性狀比較及通徑分析

鄧正華，陳明強 ，李有寧 ，趙 旺，鄭 興 ，劉 芊 ，王繼金 ，王 雨

（1. 中國水產科學研究院南海水產研究所/農業農村部南海漁業資源開發利用重點實驗室, 廣東 廣州 510300；2.海南大學海洋學院, 海南 ?？?570228；3.江西財經大學財稅與公共管理學院, 江西 南昌 330013；4.北海金不換水產有限公司, 廣西 北海 536007）

【研究意義】選育具有優良生產性能的新品種或者開發新物種是振興珍珠產業的一種有效途徑?！厩叭搜芯窟M展】合浦珠母貝（Pinctada fucata）、黑珠母貝（Pinctada nigra）和射肋珠母貝（Pinctada radiata）3種珍珠貝同屬于珍珠貝目（Pterioida）珍珠貝科（Pteriidae），主要分布于熱帶和亞熱帶海區的巖石和珊瑚礁上［1］。3種珍珠貝同為小型珍珠貝，成貝個體間大小相近，形態相似，有著共同的地理分布和生理特征。然而，合浦珠母貝作為四大主養的海洋珍珠貝類之一，與大珠母貝（Pinctada maxima）［2］、珠母貝（Pinctada margaritifera）［3］及企鵝珍珠貝（Pteria penguin）［4］已在世界范圍內被廣泛進行人工增養殖。自20世紀70年代我國成功突破合浦珠母貝人工繁育以來，該貝已成為重要的水產養殖品種，由合浦珠母貝培育的珍珠占海水珍珠養殖量的95%以上，因此合浦珠母貝的珍珠養殖也曾一度成為部分沿海地區支柱性產業之一［5］。然而，同屬于小型珍珠貝的黑珠母貝和射肋珠母貝，與合浦珠母貝的境遇卻大不相同，除自然海區有一定分布外，并未得到其他開發和利用。有關黑珠母貝和射肋珠母貝的研究報道也相應較少，僅表現為初步嘗試插核育珠實驗［6-7］。而對合浦珠母貝的利用和研究則較為透徹，涉及到遺傳育種［8-13］、苗種繁育［14］、攝食生理［15］、免疫學［16］及分子生物學［17-19］等各方面。但近些年來，由于合浦珠母貝長期不當的人工近親繁殖，導致養殖性狀退化，加上自然海區污染，使養殖過程中出現的生長緩慢、死亡率高和珍珠優珠率低等現象已嚴重制約著其產業的發展［20］。生物體的表型性狀受基因型、環境以及基因型與環境互作的影響，而在實際的養殖生產中，又多以重量作為生物體的指標來衡量其生產性能［21］。對于合浦珠母貝、黑珠母貝和射肋珠母貝，其濕重、軟體重和殼重是衡量其生產性能的重要經濟性狀。然而，相比經濟性狀，其形態性狀則較為直觀，更容易測量。因此發揮形態性狀直觀可辨的優勢，研究其對經濟性狀的決定和影響程度，并以形態性狀作為選育參數，篩選具有優良生產性能的群體，對指導選育工作具有重要意義［22-24］。【本研究切入點】本試驗以捕撈的野生合浦珠母貝、黑珠母貝和射肋珠母貝為研究對象，比較3種野生珍珠貝的表型性狀，并將其形態性狀對經濟性狀進行多元回歸分析。通過相關分析和通徑分析，獲取影響經濟性狀的主要形態性狀，從而建立有效的回歸方程。【擬解決的關鍵問題】分析其對經濟性狀的直接作用和間接作用，及其單獨或共同對經濟性狀的決定系數，為珍珠貝新品種的開發及親貝的挑選工作提供數據參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

3種野生珍珠貝（合浦珠母貝、黑珠母貝和射肋珠母貝）均為2018年5月采集于海南省三亞市西島附近海域，從總數量超過5 000只的3種野生珍珠貝中挑選體型端正、規格較大的100只個體。

1.2 試驗方法

對上述采集的3種野生珍珠貝清除其表面附著物并刷洗干凈，用精確度為0.01 mm的數顯卡尺測量其殼長（x1，mm）、殼高（x2，mm）、殼寬（x3，mm）和絞合線長（x4，mm），用精確度為0.01 g的電子稱測量其濕重（y1，g）、軟體重（y2，g）及殼重（y3，g）。3種野生珍珠貝如圖1所示，各表型性狀的測量方法參考鄧正華等［25］。

圖1 3種野生珍珠貝Fig.1 Three species of wild pearl oysters

1.3 數據整理與分析

測量數據用Excel 2016進行處理，獲得各性狀表型參數統計量。數據采用SPSS 21統計軟件進行單因素方差分析（One-Way ANOVA），LSD法多重比較相同性狀不同種類間的差異顯著性（P＜ 0.05）。分析各性狀間的表型相關性，形態性狀對經濟性狀的通徑分析及決定系數，剖析各形態性狀對經濟性狀的直接作用和間接作用。剔除偏回歸系數不顯著的形態性狀，利用多元回歸分析建立偏回歸系數顯著的形態性狀與經濟性狀之間的多元回歸方程，并進行顯著性檢驗。相關計算公式如下：

含肉率（%）=軟體重（g）/濕重（g）×100

決定系數di：di=pi2，式中，pi為形態性狀對經濟性狀的通徑系數。

多參數共同決定系數dij：dij=2rij pipj，式中，rij為兩個形態性狀間的相關系數，pi、pj分別為單一參數對經濟性狀的通徑系數。

經濟性狀與各形態性狀間的線性回歸方程：y=b0+b1x1+b2x2+ ...bixi，式中，b0為常數，b1、b2、...bi為對應的偏回歸系數。

2 結果與分析

2.1 3種野生珍珠貝表型性狀統計及比較

從3種野生珍珠貝的表型性狀統計及比較結果（表1）可見，合浦珠母貝的殼長、殼高、殼寬、絞合線長、濕重、軟體重、殼重及含肉率的均值（± SD）均顯著大于其他兩種珍珠貝；而射肋珠母貝的殼高、殼寬、絞合線長以及含肉率又顯著大于黑珠母貝。3種珍珠貝間各表型性狀的極大值（Max）與均值的比較結果相一致，合浦珠母貝的各表型性狀均大于其他兩種珍珠貝，而射肋珠母貝除絞合線長和殼重的極大值略小于黑珠母貝，其他的表型性狀都略大于黑珠母貝。對于變異系數（CV），合浦珠母貝與射肋珠母貝的經濟性狀均大于其他形態性狀；而黑珠母貝的各表型性狀變異系數中經濟性狀大于除殼寬以外的形態性狀。在3種野生珍珠貝中，其經濟性狀的變異系數大小順序均為軟體重＞殼重＞濕重。

表1 3種野生珍珠貝的表型性狀統計及比較Table 1 Statistics and comparison of phenotypic traits among three species of wild pearl oysters

2.2 3種野生珍珠貝各表型性狀間的相關性分析

3種野生珍珠貝各表型性狀間的相關系數及相關顯著性結果見表2，其中除射肋珠母貝的殼高與殼寬間的相關性不顯著外，其他性狀間均表現為極顯著水平。在相關系數中，3種野生珍珠貝的經濟性狀間的相關系數較大，其中濕重與殼重間的相關系數最大，均大于0.96；其次是濕重與軟體重間的相關系數，均大于0.83。在3種珍珠貝中與經濟性狀相關系數最大的形態性狀有所不同。其中，對于合浦珠母貝，與濕重和軟體重相關系數最大的形態性狀是殼寬，與殼重最大的是殼高。對于黑珠母貝，與濕重和殼重相關系數最大的形態性狀是殼高，與軟體重最大的是殼長。對于射肋珠母貝，與濕重和殼重相關系數最大的形態性狀是殼長，與軟體重最大的是絞合線長。單一形態性狀與經濟性狀間的相關系數表示該性狀對經濟性狀的總影響，其中除該性狀的直接影響外，還包括其他性狀間的影響，因此僅通過相關系數不能確定變量間的重要性，還需對相關系數作進一步分析。

表2 3種野生珍珠貝表型性狀的相關系數Table 2 Correlation coefficients of the phenotypic traits of three species of wild pearl oysters

2.3 3種野生珍珠貝形態性狀對經濟性狀的通徑分析

根據形態性狀與經濟性狀間的相關系數，使用通徑分析理論分解性狀間的相關系數，并采用逐步回歸的方法得出殼長、殼高、殼寬和絞合線長對經濟性狀的直接通徑系數和其他性狀間的間接作用之和。在相關系數中扣除其他形態性狀與經濟性狀的直接作用，得到其他性狀中每一個形態性狀對經濟性狀的間接作用。

2.3.1 形態性狀對濕重的通徑分析 3種珍珠貝形態性狀對濕重的通徑分析結果（表3）表明：（1）對合浦珠母貝，被保留下來的形態性狀有殼高、殼寬和絞合線長，其中對濕重直接影響最大的是殼寬（0.362），殼高通過殼寬對濕重的間接影響最大（0.177）；（2）對于黑珠母貝，被保留下來的形態性狀為殼高和絞合線長，其中對濕重直接影響最大的形態性狀為殼高（0.517），絞合線長通過殼高對濕重的間接影響最大（0.213）；（3）對于射肋珠母貝，所有形態性狀均被保留下來，其中直接影響濕重最大的形態性狀為殼長（0.337），殼高通過殼長對濕重的間接影響最大（0.230）。

表3 3種野生珍珠貝各形態性狀對濕重的通徑分析Table 3 The path analysis on the morphometric traits to the wet weight of three species of wild pearl oysters

注：“**”表示極顯著相關（P＜ 0.01）；“*”表示顯著相關（P＜ 0.05）。以第一行為例，∑代表殼長通過殼高、殼寬和絞合線長對濕重的間接作用之和，如此類推。

Notes: “**” means extremely significant correlation（P＜ 0.01）; “*” means significant correlation（P＜ 0.05）. Take the first row as an example, ∑ represents the indirect effects of the shell length on the wet weight through the shell height, shell width and hinge length constant, which are the same below.

2.3.2 形態性狀對軟體重的通徑分析 3種野生珍珠貝的形態性狀對軟體重的通徑分析結果（表4）表明：（1）對于合浦珠母貝，被保留下來的形態性狀有殼寬和絞合線長，其中直接影響軟體重最大的形態性狀是殼寬（0.379），絞合線長通過殼寬對軟體重的間接影響最大（0.176）；（2）對于黑珠母貝，被保留下來的形態性狀為殼高和絞合線長，其中直接影響軟體重最大的形態性狀為殼高（0.388），絞合線長通過殼高對軟體重的間接影響最大（0.160）；（3）對于射肋珠母貝，被保留下來的形態性狀為殼長、殼寬和絞合線長，其中直接影響軟體重最大的形態性狀為殼寬（0.340），絞合線長通過殼寬對軟體重的間接影響最大（0.154）。

表4 3種野生珍珠貝各形態性狀對軟體重的通徑分析Table 4 The path analysis on the morphometric traits to the tissue weight of three species of wild pearl oysters

2.3.3 形態性狀對殼重的通徑分析 3種野生珍珠貝的形態性狀對殼重的通徑分析結果（表5）表明：（1）對于合浦珠母貝，被保留下來的形態性狀有殼高、殼寬和絞合線長，其中對殼重直接影響最大的形態性狀為殼高（0.373），絞合線長通過殼高對殼重的間接影響最大（0.211）；（2）對于黑珠母貝，被保留下來的形態性狀為殼長和殼高，其中對殼重直接影響最大的形態形狀為殼高（0.430），殼長通過殼高（0.295）對殼重的間接影響最大；（3）對于射肋珠母貝，所有形態性狀均被保留下來，其中對殼重直接影響最大的形態性狀為殼高（0.355），殼長通過殼高對殼重的間接影響最大（0.242）。

表5 3種野生珍珠貝各形態性狀對殼重的通徑分析Table 5 The path analysis on the morphometric traits to the shell weight of three species of wild pearl oysters

2.4 3種野生珍珠貝形態性狀對經濟性狀的決定程度

根據公式計算形態性狀對經濟性狀的決定系數。表6～表8對角線上的數據是單一形態性狀的決定系數，對角線以上的數據是一個性狀通過其他性狀間接決定經濟性狀的系數。

2.4.1 形態性狀對濕重的決定程度 3種野生珍珠貝各形態性狀對濕重的決定系數（表6）表明：（1）對于合浦珠母貝，單一性狀決定系數最大的是殼寬（0.131），殼高通過殼寬的間接決定系數最大（0.108）；（2）對于黑珠母貝，單一性狀決定系數最大的是殼高（0.267），殼高通過絞合線長的間接決定系數最大（0.123）；（3）對于射肋珠母貝，單一性狀決定系數最大的是殼長（0.114），殼長通過殼高的間接決定系數最大（0.133）。

表6 3種野生珍珠貝各形態性狀對濕重的決定系數Table 6 The determinant coefficients of morphometric traits to the wet weight of three species of wild pearl oysters

2.4.2 形態性狀對軟體重的決定程度 3種野生珍珠貝各形態性狀對軟體重的決定系數（表7）表明：（1）對于合浦珠珠母貝，單一性狀對軟體重決定系數最大的形態性狀為殼寬（0.144），殼寬通過絞合線長的間接決定系數最大（0.107）；（2）對于黑珠母貝，單一性狀對軟體重決定系數最大的形態性狀為殼高（0.151），殼高通過絞合線長的間接決定系數最大（0.122）；（3）對于射肋珠母貝，單一性狀對軟體重決定系數最大的形態性狀為殼寬（0.116），殼寬通過絞合線長的間接決定系數最大（0.084）。

表7 3種野生珍珠貝各形態性狀對軟體重的決定系數Table 7 The determinant coefficients of morphometric traits to the tissue weight of three species of wild pearl oysters

表8 3種野生珍珠貝各形態性狀對殼重的決定系數Table 8 The determinant coefficients of morphometric traits to the shell weight of three species of wild pearl oysters

2.4.3 形態性狀對殼重的決定程度 3種野生珍珠貝各形態性狀對軟體重的決定系數（表8）表明：（1）對于合浦珠珠母貝，單一形態性狀對殼重決定系數最大的形態性狀為殼高（0.139），殼高通過殼的間接決定系數最大（0.120）；（2）對于黑珠母貝，單一形態性狀對殼重決定系數最大的是殼高（0.185），殼長通過殼高的間接決定系數最大（0.165）；（3）對于射肋珠母貝，單一形態性狀對殼重決定系數最大的是殼高（0.126），殼長通過殼高的間接決定系數最大（0.159）。

2.5 3種野生珍珠貝形態性狀對經濟性狀的回歸方程

2.5.1 形態性狀對濕重的回歸分析 3種野生珍珠貝被保留下來的形態性狀對濕重的偏回歸系數統計結果見表9。結果表明，各形態性狀對濕重均產生極顯著影響，說明保留的形態性狀與濕重之間有極顯著的線性關系。對3種野生珍珠貝建立以形態性狀為自變量、濕重為因變量的回歸方程：

表9 3種野生珍珠貝形態性狀對濕重的偏回歸系數和回歸常數的顯著性檢驗Table 9 Significance test of the partial regression coefficients and constants of morphometric traits to the wet weight of three species of wild pearl oysters

2.5.2 形態性狀對軟體重的回歸分析 3種野生珍珠貝被保留下來的形態性狀對軟體重的偏回歸系數統計結果見表10。結果表明，各形態性狀對軟體重均產生極顯著的影響，說明保留的形態性狀與軟體重之間有極顯著的線性關系。對3種野生珍珠貝建立以形態性狀為自變量、軟體重為因變量的回歸方程：

表10 3種野生珍珠貝形態性狀對軟體重的偏回歸系數和回歸常數的顯著性檢驗Table 10 Significance test of the partial regression coefficients and constants of morphometric traits to the tissue weight of three species of wild pearl oysters

2.5.3 形態性狀對殼重的回歸分析 3種野生珍珠貝被保留下來的形態性狀對殼重的偏回歸系數統計結果見表11。結果表明，除合浦珠母貝的絞合線長對殼重產生顯著影響外，其他各形態性狀對殼重均產生極顯著的影響，說明保留的形態性狀與殼重之間有顯著的線性關系。對3種野生珍珠貝建立以形態性狀為自變量、殼重為因變量的回歸方程：

表11 3種野生珍珠貝形態性狀對殼重的偏回歸系數和回歸常數的顯著性檢驗Table 11 Significance test of the partial regression coefficientsand constants of morphometric traits to the shell weight of three species of wild pearl oysters

多元線性回歸的方差分析結果表明，3種野生珍珠貝的形態性狀與經濟性狀之間的回歸均達到極顯著水平。其中3種野生珍珠貝的形態性狀與濕重間的方差分析結果為，合浦珠母貝：F=40.670 ＞F0.01（3，96）；黑珠母貝：F= 43.837 ＞F0.01（2，97）；射肋珠母貝：F= 69.920 ＞F0.01（4，95）。3種野生珍珠貝的形態性狀與軟體重間的方差分析結果為，合浦珠母貝：F= 25.186 ＞F0.01（2，97）；黑珠母貝：F= 34.904 ＞F0.01（2，97）；射肋珠母貝：F= 32.086 ＞F0.01（3，96）。3 種野生珍珠貝的形態性狀與殼重間的方差分析結果為，合浦珠母貝：F= 40.520 ＞F0.01（3，96）；黑珠母貝F= 36.312 ＞F0.01（2，97）；射肋珠母貝：F=77.354 ＞F0.01（4，95）。以上方差分析結果均符合P＜ 0.01，方差分析結果存在極顯著差異。

3 討論

3種野生珍珠貝中，合浦珠母貝各表型性狀的均值和極大值都大于黑珠母貝和射肋珠母貝；而射肋珠母貝的殼高、殼寬、絞合線長及含肉率顯著大于黑珠母貝。正是由于合浦珠母貝相較于黑珠母貝和射肋珠母貝所具有的優良生產性狀，從而能夠在世界范圍內被廣泛接受并進行大規模人工養殖的重要原因之一。生物體的表型性狀是受基因型、環境以及基因型與環境共同作用的影響［21］，本研究中，3種野生珍珠貝同處于共同的環境之下，因此可以排除環境因素影響對其表型性狀分析所造成的差異，三者的表型性狀差異可以認為是由自身基因型所決定的。喻達輝等［26］曾對珠母貝屬的合浦珠母貝、黑珠母貝、射肋珠母貝、大珠母貝、珠母貝、企鵝珍珠貝等其他珍珠貝類進行遺傳距離的分析，發現相比于其他珍珠貝，合浦珠母貝、黑珠母貝以及射肋珠母貝三者被分為一支，其遺傳距離最小，證明三者的親緣關系較近。 從表型性狀分析，3種野生珍珠貝經濟性狀的變異系數基本都大于其形態性狀，結果與櫛孔扇貝（Chlamys farreri）［21］、文蛤（Meretrix meretrix）［23］、長肋日月貝（Amusium pleuronects）［25］、香港巨牡蠣（Crassostrea hongkongensis）［27］等相同，而在濕重、軟體重及殼重間，三者又以軟體重的變異系數最大。王雨等［28］認為，成熟的貝類一般四季都可以繁殖，排卵（精）受潮水周期、氣候變化以及個體生理狀況差異的影響，因此軟體重變異系數較大。殼寬是珍珠貝插核育珠過程中一個極其重要的形態性狀，3種珍珠貝中以黑珠母貝的殼寬均值最小，然而其變異系數是最大的，因此黑珠母貝在以殼寬為選育目標時還有著巨大的提高潛力。

相關系數是變量間相互關系的綜合體現，3種野生珍珠貝中，除射肋珍珠貝的殼高與殼寬沒有顯著相關外，其他種類的表型性狀間均表現出極顯著的相關水平，這也表明射肋珠母貝同種類個體間的體型差異較大。本研究中，3種野生珍珠貝的形態性狀與經濟性狀間的關系均達到極顯著水平，但并不能因此而說明所有的形態性狀是影響其經濟性狀的主要因素，因此有必要通過通徑分析，從而找到實際影響其濕重、軟體重及殼重的主要形態性狀。在該研究中，經逐步回歸剔除法，只有相關系數水平達到顯著水平才被保留下來，對于3種珍珠貝中與經濟性狀間被保留的形態性狀在種間有所差異。形態性狀對濕重的通徑分析中，對于合浦珠母貝，被保留的形態性狀為殼高、殼寬和絞合線長，直接影響最大的是殼寬。對于黑珠母貝，被保留的形態性狀為殼高和絞合線長，直接影響作用最大的是殼高。而對于射肋珠母貝，所有形態性狀均被保留下來，直接影響作用最大的是殼長。可見，不同種類的珍珠貝影響其濕重作用最大的形態性狀有所不同，3種野生珍珠貝中，不同種類的珍珠貝影響其軟體重和殼重的作用最大的形態性狀也不盡相同。不僅在不同種類生物間表現出有此差異，在同種類生物的野生群體與養殖群體間［20］、不同生長階段［21-22］、不同殼色間［23］、不同地理群體間［24-25］及雌雄個體間［27］都存在著一定差異。在相關分析的基礎上進行通徑分析時，只有當復相關系數或各自變量對因變量的單獨決定系數及兩兩共同決定系數的R2≥0.850時，才表明影響因變量的主要變量已經找到。本研究中，3種野生珍珠貝被保留下來的形態性狀與濕重、軟體重和殼重的復相關系數均小于0.85。因此，說明影響3種野生珍珠貝濕重、軟體重和殼重的形態性狀除了被保留的性狀外還存在其他性狀。

4 結論

綜上，對于3種野生珍珠貝，合浦珠母貝各表型性狀均大于其他兩種珍珠貝。3種珍珠貝間影響其濕重最大的形態性狀有所不同，影響其軟體重最大的形態性狀在合浦珠母貝與射肋珠母貝間相同但與黑珠母貝不同，影響其殼重最大的形態性狀在三者間均相同。因此，在對特定物種、特定種群進行人工選育時，應根據具體被選擇的對象來進行特定的分析，以此來確定最佳的測量指標。