文蛤紅殼色選育系G5的生長優勢及選擇效應分析

吳楊平，陳愛華，張 雨，張志東，曹 奕，陳素華，孫雪峰，李秋潔

（江蘇省海洋水產研究所，江蘇省文蛤良種場，南通 226007）

文蛤（Meretrix meretrix）是蛤中上品，被譽為“天下第一鮮”，江蘇是文蛤主產區。根據農業農村部《2021年中國漁業統計年鑒》數據，2020年江蘇海水養殖總產量為92.28萬t，其中海水貝類產量為68.86萬t，占到了海水養殖總產量的74.62%，而以文蛤為代表的蛤類產量則高達38.88萬t［1］。近年來，蝦蟹養殖的海水池塘因飼料投入高而導致養殖水體富營養化已觸碰到環保紅線，套養貝類成為改善養殖水質、節能減排的必選方案。作為江蘇省最為重要的養殖貝類，除傳統的灘涂和池塘養殖外，文蛤的養殖空間得以進一步向蝦蟹池塘擴展延伸。因此，需要選育一種文蛤新品種更好地與蝦蟹等其他品種搭配，在投料、起捕等日常養殖管理的無縫銜接中共同推動池塘生態化改造，實現綠色高質量發展。

選擇育種是一種經典的育種方法，在貝類的遺傳改良中已被廣泛應用?！芭钊R紅”扇貝（Chlamys farreri）、“海優1號”馬氏珠母貝（Pinctada martensii）等30余個貝類新品種已通過選擇育種被開發出來［2］。在新品種選育過程中，選育效果是需要重點關注的問題。選擇反應、現實遺傳力及遺傳獲得量等參數常被用來評估選育效果。目前，國內目標性狀遺傳參數作為選育效果評估在三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）、長牡 蠣（Crassostrea gigas）、縊 蟶（Sinonovacula constricta）等貝類的育種中已有報道［3-8］；在對文蛤早期發育階段的生長遺傳效應與抗逆品種選育的研究中也進行了遺傳參數估算［9-10］。至今，已育成“科浙1號”、“萬里紅”、“萬里2號”、“科浙2號”4個文蛤新品種。而在江蘇地區文蛤產業存在本土新品種的缺失與文蛤產業高度發達極不匹配的問題，迫切需要選育江蘇本港文蛤新品種來支撐既有產業的發展。課題組從2007年開始選擇如東腰沙-冷家沙海區紅殼色文蛤進行連續群體選育，至2018年已連續繁育5代，并開展了生長優勢轉錄組等相關分析研究［11-12］。本研究擬對2018年建立的快速生長選育系G5的選擇反應、現實遺傳力及遺傳獲得量進行評估并與未經選育的文蛤對照組進行比較，旨在闡明自選新品系性狀的優越性，為新品種認定和推廣提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 選育組和對照組構建

2007年從如東縣腰沙-冷家沙海域文蛤野生群體中挑選紅殼色個體作為原始群體繁育基礎群體（G0），G0性成熟后以生長性能+殼色為指標進行選育G1，之后重復G1的選育方法，分別選育到G4。2018年在江蘇省文蛤良種場室內條件下以紅殼色文蛤選育系G4為親本，隨機選取4 000粒測量殼長并稱重，通過對殼長并兼顧粒重進行大小排序后留取前40粒個體作為繁育第5代（G5）的選育組，留種率為1%、選擇強度為2.665。另從紅殼色文蛤選育系第4代隨機選取40粒作為繁育對照組（C）。

1.2 培養與取樣

2018年8月，將上述選育組和對照組的親本陰干24 h后分別放入兩個長盆中用0.05%的氨水刺激，0.5 h后清洗干凈懸掛在1 000 L白缸內，用砂濾海水浸沒充氣催產。受精卵經約20 h孵化成D型幼蟲，將幼蟲移入水泥池中培養，培養密度設為4～6?！L-1，按發育生長情況適量投喂叉鞭金藻（Dicrateria zhanjiangensis）、亞心形扁藻（Platymonas subcordiformis）、角毛藻（Chaetoceros calcutrans）等。浮游期時，選育組和對照組分別在每天下午隨機取30粒個體，通過Olympus CX41顯微鏡測量殼長和殼高；附著后，選育組和對照組分別在7、13、32日齡下午15∶00隨機取30粒個體，通過Olympus CX41顯微鏡測量殼長和殼高，分別在67、102、143、252、310、328、358日齡下午15∶00隨機取30粒個體采用數顯游標卡尺（精度0.01 mm）測量殼長，從310日齡開始每次取樣時用分析天平（精度±0.001 g）稱文蛤體質量；370日齡開始每次取樣采用數顯游標卡尺（精度0.01 mm）測量殼長、殼高、殼寬，并用分析天平（精度±0.001 g）稱文蛤體質量。2019年5月9日（即310日齡）開始將選育組和對照組投放到同一池塘的不同貝埕上養殖，每月測量1次殼長、殼高、殼寬和粒重。

圖1 紅殼色文蛤選育系G4殼長大小分布及截頭選擇的親本（陰影部分）Fig.1 Shell length distribution of G4 red shell colored M.meretrix and parents selected for truncation selection（diagonal stripes）

1.3 選擇反應、遺傳獲得與現實遺傳力計算

參照HADLEY等［13］和ZHANG等［14］的方法計算選擇反應（selection reaction，SR）、現實遺傳力（realized heritability，）及遺傳獲得量（genetic gain，GG），計算公式如下：

式中，Xs和Xc分別為選育組（SG）和對照組（C）個體所測殼長、殼高、殼寬和粒重的平均值，σc是對照組（C）的標準差，i是選擇強度。

1.4 數據分析

用Excel 2019對數據進行整理計算后，用SPSS16.0統計軟件進行t檢驗和單因素方差分析（one-way ANOVA），顯著性水平設置為小于0.05。

2 結果與分析

2.1 生長性狀比較

選育組和對照組在不同時期殼長和殼高以及外塘養成期的生產性狀見表1。整個生長時期，選育組的殼長、殼高、殼寬、粒重均大于對照組，且在養成后期均有差異性顯著（P＜0.05）。

在水溫26～28℃，選育組和對照組的D型幼蟲經過5 d浮游，在殼長200μm左右變態附著。幼蟲期，選育組的殼長和殼高均大于對照組，表明選育組生長快于對照組；殼長除第5日齡外均沒有顯著差異（P＞0.05），殼高在第2和3日齡有顯著性差異（P＜0.05），其余無顯著性差異（P＞0.05）。在室內進行稚貝中間培養期間，選育組的殼長和殼高均大于對照組，表明這一時期選育組生長快于對照組：殼長除第13日齡外均有顯著性差異（P＜0.05），殼高在第7日齡有顯著性差異（P＜0.05），在13、32日齡無顯著性差異（P＞0.05）。長到次年5月9日（即310日齡）選擇同一個池塘開展同等養殖條件下對比實驗，此時選育組殼長（5.820±1.524）mm，粒重（0.046 ±0.036）g；對照組殼長（5.069 ±1.503）mm，粒重（0.032±0.023）g。外塘養成期，420日齡以后兩個組別殼長均存在顯著性差異（P＜0.05），370日齡后殼高均有顯著性差異（P＜0.05），殼寬除第370和444日齡外均有顯著性差異（P＜0.05），粒重除第310和328日齡外均存在顯著差異（P＜0.05）。

2.2 遺傳參數

幼蟲期，選育組殼長與殼高的選擇反應平均值分別為0.40和0.46，遺傳獲得的平均值分別為1.09%和1.44%，現實遺傳力的平均值分別為0.15和0.17。稚貝中間培養期，選育組殼長與殼高的選擇反應平均值分別為0.62和0.63，遺傳獲得的平均值分別為11.17%和7.28%，現實遺傳力的平均值分別為0.23和0.24。外塘養成期，選育組殼長、寬高、殼寬、粒重的選擇反應平均值為0.63、0.74、0.64和0.73，遺傳獲得量的平均值分別為8.64%、8.18%、6.87% 和28.18%，現實遺傳力的平均值分別為0.24、0.28、0.24和0.27（表2～表4）。

表4 文蛤群體選育組與對照組現實遺傳力比較Tab.4 Comparison of realized heritability（h2R）of selected and control groups of M.meretrix

3 討論

3.1 文蛤連續選育效果分析

已有研究表明，海洋生物大部分生長性狀的遺傳力屬于中高度遺傳力，對這些高表型變異的性狀進行選擇可以獲得較好的選育效果［15］。文蛤選育是以獲得生長速度快而又高產的新品種為目的，目標性狀為粒重，而如果直接挑選粒重大，尤其是在被挑選群體基數龐大的情況下要實現這一目標不切實際。因此，需通過篩選殼長間接實現優選粒重的目的。之前的研究通過通徑分析和多元統計方法，已證明文蛤的殼長與體質量性狀顯著相關關系明確，殼長是影響體質量的最重要性狀［16］。這樣可以在一個性狀難以直接選擇時，借助選擇與之相關的另一個性狀來達到選擇目的，這一策略在三角帆蚌［17］、長牡蠣［18］、九孔鮑（Haliotis diversicolor supertexta）［19］的選育中已被證明行之有效。本研究第5代（G5）個體留種率為1%、選擇強度為2.665；經過高強度選擇，文蛤選育組的殼長、殼寬、殼高和粒重在各個生長時期均大于對照組，并在養殖后期呈現顯著差異（P＜0.05）。實驗結果表明，文蛤通過連續5代選育而成的G5個體養殖至2019年12月22日（即536日齡）時殼長可達到（43.02±3.27）mm、粒重可達（22.01±4.76）g。按照上市、出口標準，選育后的G5養殖1.5年即可成品上市，大大縮短了原有未選育文蛤需要2～3年才能養成上市的養殖周期。由此可見，本研究針對具有中高度遺傳力的生長性狀開展連續選育取得了良好的效果。下一步將結合微衛星標記對連續選育的5代進行遺傳多樣性分析，進一步評估選育效果及目標品種的種質改良情況。

3.2 遺傳參數比較分析

有關貝類遺傳力的估計主要集中在對某一性狀在某一階段的研究［5，9］，對貝類不同生長階段性狀的遺傳力研究報道較少見。本研究從幼蟲期、稚貝中間培養期到外塘養成期對文蛤整個生長周期進行了全面的研究。在數量遺傳學研究中，通常將＜0.15定義為低遺傳力水平，0.15＜＜0.3定義為中等遺傳力,＞0.3定義為高遺傳力［20］。在本研究中，文蛤G5選育組的殼長、殼高、殼寬和粒重的平均現實遺傳力分別為0.24±0.08、0.28±0.05、0.24±0.08和0.27±0.07，選擇反應的平均值分別為0.63±0.22、0.74±0.14、0.64±0.21和0.73±0.19，表明選育組具有較高的選擇反應與現實遺傳力，這一結果與九孔鮑［19］、長牡蠣［21］、泥蚶（Tegillarca granosa）［8］等品種選育類似。本研究中幼蟲期殼長、殼高的現實遺傳力為0.15±0.11、0.17±0.11，稚貝中間培養期殼長、殼高的現實遺傳力為0.23±0.07、0.24±0.03，與梁冰冰和王鴻霞［9］采用部分因子設計研究文蛤附著變態期及稚貝期生長性狀遺傳力的結果相近。研究中還發現，養成期的遺傳力大于稚貝中間培養期、稚貝中間培養期又大于幼蟲期，這一結果符合發育階段的生長遺傳力變化較大且成體生長遺傳力一般大于幼體的結論［22］。本研究中養成期的殼長、殼高和殼寬的遺傳獲得量相當，均在7.50%左右，而粒重的遺傳獲得量已達到23.96%，這主要是因為雙殼類的殼長、殼高、殼寬和粒重這4個參數間具有相關性，且粒重與殼長多呈現冪函數關系，現有的雙殼類表型參數的研究均證實了重量性狀和殼形性狀之間的緊密關系［23］，因此殼長、殼高、殼寬的小幅度增加會導致粒重的明顯增加。方佳峰和李琪［24］研究長牡蠣殼橙品系認為，對殼高和濕重的直接選育將對其他生長性狀起到間接促進作用。WANG等［25］發現，文蛤殼長、殼高、殼寬和粒重之間具有高遺傳相關性，對其中一個性狀進行選育可能同時促進其他性狀增長，本研究結果與其相似。文蛤紅殼色選育系雖然已進行了5代連續選育，但殼長、殼高、殼寬和粒重的遺傳力仍處于0.24左右的中等水平，從目標性狀粒重的遺傳獲得看，距離所謂的選擇極限仍有較大的選擇空間［26-27］，李煉星等［28］在縊蟶連續5代選育中也有類似結論。因此，本研究中的文蛤新品系仍具有一定的改良潛力，可以繼續針對生長性狀進行選育。