封閉式循環水養殖7月齡四指馬鲅幼魚形態性狀對體質量的影響

藍軍南，區又君，李俊偉溫久福牛瑩月，周慧李加兒 ，李活

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，廣州 510300

2. 上海海洋大學，水產種質資源發掘與利用教育部重點實驗室，水產科學國家級實驗教學示范中心，海洋動物系統分類與進化上海高校重點實驗室，上海 201306

3. 茂名市金陽熱帶海珍養殖有限公司，廣東茂名 525444

0 前言

四指馬鲅(Eleutheronema tetradactylum)隸屬于鯔形目(Mugiliformes)、馬鲅亞目(Polynemoidei)、馬鲅科(Polynemidae)、四指馬鲅屬，俗稱午魚、馬友等[1]，主要分布于太平洋、印度洋西部海域以及澳大利亞西海岸，在中國沿海均有分布[2-6]。四指馬鲅肉質鮮美，營養價值高，養殖前景廣，目前中國東南沿海地區已開展人工養殖。近年來對四指馬鲅的研究主要在人工繁育、胚后器官發育以及種群遺傳結構等方面[4，5，7-10]。四指馬鲅遺傳多樣性豐富，其遺傳差異主要(79.66%)來自于群體內部，從選育的角度分析可見其具有較大的選育潛力[11]。中國的四指馬鲅全人工繁育研究起步較晚，遺傳育種研究滯后，尚未開始建立科學育種技術。因此，通過人工選育、定向培育優良品種是今后需要研究突破的重要問題。養殖方面，四指馬鲅目前主要以池塘養殖為主，但隨著養殖密度及養殖規模的增加和擴大，病害和環境污染問題將相繼突顯，從而限制其養殖的發展，養殖推廣受限[12]。而循環水養殖，具有生產效率高、占地面積少、排放少、污染少等特點，是未來水產養殖解決該問題的一個重要方向，也是中國實現可持續發展的重大戰略需求[12，13]。四指馬鲅具有鹽度范圍廣、適應性強等特點，使其開展循環水養殖成為可能。

魚類的體質量與形態性狀之間存在相關聯系，了解各性狀與體質量的相關程度及形態性狀間的關聯度，可為優化養殖方案和制定實際育種方案提供基礎數據[14]。近年來已在魚類、蝦類、貝類等多種水產動物中報道，如卵形鯧鲹(Trachinotus ovatus)[15]、褐點石斑魚(Epinephelus fuscoguttatus)[16]、花鱸(Lateolabrax maculatus)[17]、黑鯛(Sparus macrocephalus)[18]、大瀧六線魚(Hexagrammos otakii)[19]、日本沼蝦(Macrobrachium nipponese)[20]、三角帆蚌殼(Hyriopsis cumingii)[21]、縊蟶(Sinonovacula constricta)[22]、鈍綴錦蛤(Tapes conspersus)[23]等。這些研究表明，運用相關性分析、通徑分析及多元回歸分析等方法來確定形態性狀對體質量的影響，進而對形態性狀的間接選擇以達到對體質量選擇育種的目的，已在水產動物上得到廣泛應用，對于指導水產動物生產及開展遺傳育種工作具有重要意義。研究表明，魚類的生長與營養、苗種等因素有關，還與生長環境密切相關[12]。探索封閉式循環水養殖條件下四指馬鲅的形態性狀與體質量的相關性，可為其在該養殖方式下的生長情況提供基礎數據。本研究對封閉式循環水養殖7月齡四指馬鲅幼魚的全長、體長、體高、尾柄長和尾柄高等主要形態性狀與體質量進行相關性分析、通徑分析以及多元回歸分析，擬找出影響 7月齡四指馬鲅幼魚體質量的主要形態性狀，為優化養殖方案及優良品種的階段性選育提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

試驗材料為在廣東省臺山市進行封閉式循環水養殖試驗的7月齡四指馬鲅幼魚。2018年6月23日將由南海水產研究所珠海試驗基地培育所得的15日齡四指馬鲅幼苗進行封閉式循環水養殖，養殖鹽度10.8—13.0，水溫 28.0—30.7 ℃。2019年 1月27日隨機取樣204尾生長狀態良好的四指馬鲅進行測量，平均體質量為(132.547±35.307) g，平均全長為(23.860±2.140) cm。

1.2 數據測量與處理

參照蘇錦祥等[24]魚類測量的標準，使用數顯游標卡尺(精度0.01 mm)測量尾柄高(X1)、尾柄長(X2)、體高(X3)、體長(X4)、全長(X5)等的長度，測量時將魚體置于水平面上；體質量(Y)使用電子天平(精度0.01 g)稱量，測量前用吸水紙將魚體表面的水分擦干，以盡可能減少測量誤差。采用SPSS23.0軟件對形態性狀和體質量等數據進行相關分析、通徑分析，并計算決定系數，采用逐步回歸系數顯著的形態性狀對體質量建立多元回歸方程并進行偏回歸系數檢驗，計算過程參考杜家菊等[25]的方法進行。

2 結果與分析

2.1 四指馬鲅各形態性狀測量參數估計值

所測四指馬鲅各性狀指標數據經初步整理所得的表型參數如表 1所示，體質量的變異系數最大，為26.637%。表明在四指馬鲅的各性狀中，體質量(Y)具有較大的選擇潛力，其他性狀的變異系數較小，在 9.004%—11.596%范圍，由大到小依次為尾柄長(X2)、尾柄高(X1)、體長(X4)、體高(X3)和全長(X5)，選擇的潛力較弱。所測性狀的標準誤較小，并且偏度值均接近 0，表明所取樣本數據基本滿足正態分布，可以進行相關性分析、通徑分析以及多元回歸分析。

2.2 四指馬鲅各形態性狀間的相關性分析

所測四指馬鲅各形態性狀間的相關系數分析結果見表 2，各形態性狀間相關均達到極顯著水平(P＜0.01)，且呈正相關。體質量(Y)與各形態性狀之間的相關系數從大到小依次為: 全長(X5)＞體長(X4)＞體高(X3)＞尾柄高(X1)＞尾柄長(X2)。可見形態性狀全長(X5)與體質量(Y)的相關性系數最大(0.973)；尾柄長(X2)與體質量(Y)的相關性系數最小(0.745)。

2.3 四指馬鲅各形態性狀對體質量的通徑分析

四指馬鲅形態性狀對體質量的通徑系數見表3。經逐步回歸分析及顯著性差異檢驗，將通徑系數差異不顯著的形態性狀變量(體長、尾柄長)剔除，保留尾柄高(X1)、體高(X3)和全長(X5)等 3個差異顯著的形態性狀變量，所得通徑系數分別為 0.247、0.168和0.609。將四指馬鲅形態性狀與體質量的相關系數進行分解。由表3可知，從直接作用的角度分析，全長(X5)的通徑系數最大，為 0.609，超過 3個表型性狀的 50%，表明全長(X5)對體質重(Y)的直接影響最大，是影響四指馬鲅體質量的主要性狀；其次為尾柄高(X1)(0.247)和體高(X3)(0.168)。然而從間接作用的角度分析，體高(X3)對體質量(Y)的間接影響最大，為 0.668；全長(X5)對體質量(Y)的間接影響最小，為0.328。結果顯示，除全長(X5)外，四指馬鲅的各形態性狀對體質量的直接作用均小于間接作用。根據通徑分析，計算四指馬鲅各表型性狀對體質量的通徑系數，其復相關指數R2=0.924。

表1 四指馬鲅各形態性狀的表型統計Table 1 Phenotypic parameters of morphometric traits for E. tetradactylum

表2 四指馬鲅各形態性狀間的相關系數Table 2 Correlation coefficients between morphometric traits of E. tetradactylum

表3 四指馬鲅各形態性狀對體質量影響的通徑分析Table 3 Path analysis of the effects of morphometric traits on body weight of E. tetradactylum

2.4 四指馬鲅各形態性狀對體質量的決定程度分析

計算單個性狀對體質量的決定系數(di=Pi2，Pi為性狀對體質量的通徑系數)和性狀兩兩交互對體質量的共同決定系數(dij= 2rijPiPj，rij為兩性狀間的相關系數，Pi，Pj分別為兩性狀對體質量的通徑系數)見表 4。四指馬鲅尾柄長 (X1)、體高(X3)和全長(X5)單獨對體質量(Y)的決定系數依次為0.061、0.028和0.371；發現其中全長(X5)和尾柄高(X1)對體質量(Y)的共同決定系數最大，為 0.233；尾柄高(X1)和體高(X3)對體質量(Y)的共同決定系數最小，為 0.064。可見，四指馬鲅體質量(Y)主要由全長(X5)和尾柄高(X1)決定。3個單一性狀的決定系數和 3個雙性狀共同的決定系數和為Σd= 0.924，與復相關指數R2相等，且大于 0.85。表明全長(X5)、體高(X3)和尾柄高(X1)這 3個性狀共同作用對體質量(Y)的決定程度高達92.4%，而所剔除的性狀或因測量誤差對體質量影響相對較小，僅為7.6%。因此，在四指馬鲅養殖和選育過程中該3個性狀可作為主要測量指標。

表4 四指馬鲅形態性狀對體質量的決定系數Table 4 The determinant coefficients of morphometric traits to body weight of E. tetradactylum

2.5 多元回歸方程的建立

通過多元回歸分析，剔除偏回歸系數不顯著的形態性狀，利用偏回歸系數顯著的形態性狀與體質量建立四指馬鲅尾柄高(X1)、體高(X3)、全長(X5)與體質量(Y)多元回歸方程:

方差分析結果顯示，多元回歸方程的回歸關系達 到 極 顯 著 水 平 (F=800.480，P=0.000＜0.01)，其R2=0.923 (表5)。經顯著性檢驗該回歸方程的偏回歸系數，所選的柄高(X1)、體高(X3)和全長(X5)等 3個形態性狀對四指馬鲅體質量的偏回歸系數達到極顯著水平(P=0.000＜0.01)。經回歸分析計算預測，算出體質量的估計值與實際測定值呈現不顯著差異(P＞0.05)，表明該文建立的多元線性回歸方程能精準反映四指馬鲅形態性狀與體質量間的相互關系，并進行實際應用(表6)。

表5 多元回歸方程的方差分析表Table 5 Analysis of variance of multiple regression equation

表6 偏回歸系數和回歸常數的顯著性檢驗Table 6 Significance test of partial regression coefficient and regression constant

3 討論

四指馬鲅是一種經濟價值較高的食用魚類，其體質量的大小直接影響養殖產量和周期。體質量是魚類生長最直觀的指標之一，在優化養殖方案及選育優良品種過程中常將其作為主要的目標性狀[12，15]。形態性狀與體質量具有高度相關性，利用通徑分析并結合多元回歸分析可以直觀反映影響體質量的主要性狀[12，14]。本研究通過測量體質量以及全長、體長、體高、尾柄長、尾柄高等 5個主要性狀，其相關性分析結果顯示，各形態性狀間相關均達到極顯著水平(P＜0.01)，且呈正相關，但不能判斷出影響體質量的主要性狀。經顯著性差異檢驗，剔除通徑系數不顯著的變量，保留尾柄高(X1)、體高(X3)和全長(X5)等 3個形態性狀變量，對其進行通徑分析量化形態性狀與體質量間的相互關系，結果發現全長(X5)的通徑系數最大(0.609)，表明全長對質量的影響程度最大，是影響體質量的主要因素，其次為尾柄高(X1)(0.247)、體高(X3) (0.168)。3個單獨的決定系數和3個兩兩共同的決定系數的總和為 Σd= 0.924，與復相關指數 R2相等，且大于 0.85，表明全長(X5)、尾柄高(X1)和體高(X3)是影響體質量(Y)的主要性狀[17]；四指馬鲅體質量的 92.4%變異是由全長、尾柄高和體高這 3個性狀變量決定，其余 7.6%是由所剔除的性狀或隨機誤差引起。因此，在四指馬鲅養殖及選育過程中，7月齡時可把全長、尾柄高和體高作為重要測量指標進行輔助篩選，以便達到更優的選擇效果。

在不同的魚類中，對體質量直接影響較大的性狀各有不同。圓筒型的魚類影響體質量的主要性狀通常為體長、體高和體寬，縱扁型魚類其體質量主要與體長、體高和體厚等性狀有關，紡錘型的魚類體質量主要與體長或全長、體高和尾柄長有關[12]。如小黃魚(Pseudosciaena polyactis)的體長對體質量的直接影響最大[26]；巖原鯉(Procypris rbaudi)的全長對體質量的直接影響最大[27]；尖吻鱸(Lates calcarifer)幼魚的吻至第2背鰭終點的距離對體質量的直接影響最大[28]；花鱸的體寬對體質量的直接影響最大[17]；白斑紅點鮭(Salvelinus leucomaenis)的體高對體質量的直接影響最大[29]；本研究結果表明，7月齡四指馬鲅全長對體質量的影響最大，尾柄高和體高次之。

此外，同種魚類在不同生長階段或不同生長環境其各性狀對體質量的直接影響大小也不盡相同。大瀧六線魚在6月齡和18月齡時對體質量直接作用最大的形態性狀分別為體長和全長[19]；卵形鯧鲹 1月齡和4月齡個體全長對體質量的直接作用最大，7月齡、10月齡和 13月齡個體則是體高對體質量的影響最大[15]；陸基養殖的尖吻鱸全長和體高對體質量直接影響顯著，而離岸養殖群體則是體長、體高和尾柄長對體質量直接作用顯著[12]；同樣，本研究結果表明循環水養殖7月齡四指馬鲅全長對體質量的直接影響最大，而齊明等[31]對常規人工養殖 1齡四指馬鲅的研究則發現叉長對體質量的直接影響最大。可以看出在魚類生長發育過程中，影響其體質量的性狀指標并非一成不變，而是隨著外界環境條件及自身遺傳特性發生相應改變以滿足不同生長時期的需求[30]。

在水產動物育種過程中，通常以體質量為選育目標，而體質量的變異系數比較大，會引起較大的誤差，單獨以體質量作為參考顯然不能達到最優的選育效果。由于形態性狀的變異系數較體質量小，可以降低僅以體質量為指標進行選擇時而產生的誤差，從而較好地保證選育效果[19]。因此，在四指馬鲅養殖及選育過程中，7月齡時可以將全長、尾柄高和體高這3個形態性狀作為重要的測量指標來輔助選擇優質群體進入下一階段的篩選。從本研究來看，7月齡的四指馬鲅群體中，體質量在約 160.70—235.10 g的個體相對來說生長速度較快，體質量增加明顯，可認為是該階段較為理想的選擇對象，為達到更優的選擇效果，可在該體質量范圍內再擇優選擇全長、尾柄高和體高這3個形態性狀表現優異(全長約為 25.40—28.50 cm，尾柄高約為 2.50—3.10 cm，體高約為5.30—6.10 cm)的個體進行強化養殖以便進入下一階段的篩選。本文研究了7月齡四指馬鲅形態性狀對體質量的影響，在發育的不同時期，影響體質量的主要形態性狀指標會有所變化，因此我們仍需要進一步的分析驗證其他各個不同養殖時間階段四指馬鲅群體影響其體質量的主要形態性狀的變化情況，從而實行有目的、有計劃的反復選擇淘汰，從中篩選出經濟性狀表現顯著優良而又穩定的群體，這是一種經典的新品種選育方法[31]。

目前，四指馬鲅主要以池塘養殖為主，循環水養殖尚處于試驗性養殖階段，作者試簡單比較兩種不同養殖方式下四指馬鲅各形態性狀參數，齊明等[32]在 2014年的池塘養殖試驗結果比本研究的循環水養殖試驗結果要偏小，可以看出循環水養殖試驗比池塘養殖試驗的效果略顯優勢。其中原因一方面可能是池塘養殖的溫度、鹽度、pH等環境因子易受天氣和氣候等自然環境的影響，波動范圍較大，從而影響其增長速度[13]；另一方面可能是采樣時，較大個體游動較迅速而不易被捕撈，從而影響數據的統計。當然，近幾年來，隨著池塘養殖技術不斷完善，養殖效果日益顯著，經濟效益也較為理想[34]。本研究的室內封閉式循環水養殖系統可控性強、養殖生態環境穩定[33]，更有利于四指馬鲅的生長，因此養殖試驗效果較好，這表明采用循環水養殖的方式來養殖四指馬鲅是可行的。而且循環水養殖具有占地面積少、排放少、污染少等特點[12]，從生態發展考慮，循環水養殖可望成為四指馬鲅的主要養殖方式之一。但是我們仍然需要進一步探索和優化循環水養殖的條件以提高養殖產量。