北部灣沿海織錦巴非蛤不同地理群體形態(tài)差異研究

賴勝琪，尹聰，邱炬維，刁宏山，栗志民，劉志剛

（廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，廣東 湛江 524000）

【研究意義】織錦巴非蛤（Paphia textile）俗稱芒果螺、花甲螺等，屬軟體動(dòng)物門（Mollusca）、雙殼綱（Bivalvia）、簾蛤目（Veneroida）、簾蛤科（Veneridae）、巴非蛤?qū)伲≒aphia），主要分布于中國(guó)和馬來西亞，常棲息在潮下帶的淺海砂底，營(yíng)埋棲生活。織錦巴非蛤營(yíng)養(yǎng)豐富、肉味鮮美，在民間有“花甲王”之美稱［1］。近年來，由于酷漁濫捕，北部灣海域織錦巴非蛤自然資源銳減，為保護(hù)該貝類的種質(zhì)資源，并滿足市場(chǎng)需求，該貝類已成為北部灣人工育苗和養(yǎng)殖的重要經(jīng)濟(jì)品種［2-3］。目前，在北部灣海域織錦巴非蛤人工育苗已經(jīng)取得成功，灘涂養(yǎng)殖正逐步走向規(guī)模化，但福建、海南等沿海的不同來源織錦巴非蛤親貝和苗種持續(xù)調(diào)入北部灣海域，容易造成雜交污染，降低當(dāng)?shù)胤N群的遺傳多樣性。為了保護(hù)北部灣海域織錦巴非蛤群體，評(píng)估北部灣海域該貝類種質(zhì)資源現(xiàn)狀非常必要。【前人研究進(jìn)展】近年來，許多學(xué)者對(duì)織錦巴非蛤開展了廣泛研究。在生理生態(tài)方面，邱清波等［4］發(fā)現(xiàn)，短時(shí)間的干露脅迫有利于促進(jìn)織錦巴非蛤的生長(zhǎng)代謝；栗志民等［5］研究發(fā)現(xiàn)，織錦巴非蛤稚貝對(duì)高鹽和低鹽均有較強(qiáng)耐受能力，對(duì)低鹽環(huán)境會(huì)更加敏感。在食品應(yīng)用方面，趙虹博等［6］比較了提取織錦巴非蛤總類胡蘿卜素的兩種方法（干法和濕法），認(rèn)為用干法提取的得率更高；鄧素貞等［7］研究表明，織錦巴非蛤精巢的總類胡蘿卜素含量比卵巢高。在基因表達(dá)方面，曾慶民等［8］和顏成瑞等［9］分別研究了織錦巴非蛤的斧足和線粒體基因組，發(fā)現(xiàn)過氧化物酶體增殖物激活受體（Peroxisome Proliferators-Activated Receptors,PPARs）、肌鈣蛋白和精氨酸激酶（Arginine Kinase,AK）在織錦巴非蛤色素富集過程中發(fā)揮重要作用，以及親緣關(guān)系近的織錦巴非蛤的線粒體密碼子組成差異較小，而親緣關(guān)系遠(yuǎn)的則差異較大。【本研究切入點(diǎn)】貝類不同地理群體的形態(tài)差異分析可作為評(píng)估貝類種質(zhì)資源的重要手段［10］，目前已對(duì)多種貝類開展了研究，例如三角帆蚌［11］、菲律賓蛤仔［12］、合浦珠母貝［13］、魁蚶［14］、縊蟶［15］、真曲巴非蛤［16］等。而有關(guān)織錦巴非蛤不同地理群體間形態(tài)差異的分析研究，除紀(jì)燕如等［1］對(duì)我國(guó)東南沿海織錦巴非蛤5 個(gè)地理群體進(jìn)行差異研究外少有報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究利用形態(tài)特征分析、方差分析、主成分分析、判別分析和聚類分析等5 種多元統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)北部灣沿岸廣西東興、廣西北海和廣東湛江3 個(gè)野生織錦巴非蛤群體進(jìn)行形態(tài)差異分析，可為該貝類種質(zhì)資源評(píng)估、人工繁育與養(yǎng)殖，以及遺傳育種提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

2020 年8 月于北部灣海區(qū)廣西東興（21°54' N，107°98' E）、廣西北海（21°49' N，109°13' E）和廣東湛江（21°38' N，110°25' E）分別采集3 個(gè)不同地理群體織錦巴非蛤的2 齡貝。

1.2 性狀測(cè)量及形態(tài)指標(biāo)設(shè)定

分別隨機(jī)選取東興、北海和湛江3 個(gè)海區(qū)38、50、35 個(gè)織錦巴非蛤進(jìn)行測(cè)量。形態(tài)性狀的測(cè)量參考紀(jì)燕如等［1］的方法，用電子游標(biāo)卡尺（精確度0.01 mm）對(duì)殼長(zhǎng)（LS）、殼寬（WS）、殼高（HS）、前緣長(zhǎng)（LE）、后緣長(zhǎng)（LT）、外韌帶長(zhǎng)（LY）、外韌帶槽寬（WY）和殼厚（TS）等8 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量（圖1）；總質(zhì)量（WT）、軟體質(zhì)量（WM）和殼質(zhì)量（WSW）用電子天平（精確度0.01 g）進(jìn)行稱量。運(yùn)用各個(gè)性狀的比值作為分析指標(biāo)，以消除織錦巴非蛤個(gè)體之間不同規(guī)格的影響，設(shè)定9 個(gè)形態(tài)指標(biāo)分別為：殼寬/殼高（WS/HS）、殼質(zhì)量/殼長(zhǎng)（WSW/LS）、總重/殼長(zhǎng)（WT/LS）、軟體重/殼長(zhǎng)（WM/LS）、外韌帶槽寬/外韌帶長(zhǎng)（WY/LY）、殼厚/殼長(zhǎng)（TS/LS）、殼高/殼長(zhǎng)（HS/LS）、前緣長(zhǎng)/后緣長(zhǎng)（LE/LT）和殼寬/殼長(zhǎng)（WS/LS）。

圖1 織錦巴非蛤形態(tài)性狀測(cè)定Fig.1 Determination of morphological characters of Paphia textile

1.3 數(shù)據(jù)分析

1.3.1 形態(tài)特征分析 采用Excel 2007 對(duì)織錦巴非蛤3 個(gè)群體各形態(tài)性狀的標(biāo)準(zhǔn)差（S）、平均值（χ）和變異系數(shù)（CV）等統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行分析。

1.3.2 方差分析 采用SPSS20.0 軟件對(duì)織錦巴非蛤3 個(gè)群體間的形態(tài)學(xué)差異進(jìn)行單因素方差（One-way ANOVE）分析。

1.3.3 主成分分析 采用SPSS20.0 軟件對(duì)9 個(gè)形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，得到3 個(gè)互不關(guān)聯(lián)的主成分以及各個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率。根據(jù)得到的3 個(gè)主成分繪制主成分散點(diǎn)圖。

1.3.4 判別分析 對(duì)所有樣本進(jìn)行逐步判別分析。判別準(zhǔn)確率P1、P2和綜合判別率的計(jì)算公式如下：

判別準(zhǔn)確率P1（%）=判別正確的樣本數(shù)/實(shí)測(cè)樣本數(shù)×100

判別準(zhǔn)確率P2（%）=判別正確的樣本數(shù)/判別樣本數(shù)×100

式中，實(shí)測(cè)樣本數(shù)是指該種群的采樣個(gè)體數(shù)，判別樣本數(shù)是指被判為該種群的個(gè)體數(shù)量；k為種群數(shù)，Bi和Ai為第i 個(gè)種群的樣本數(shù)量以及其中判別正確的個(gè)體數(shù)。

1.3.5 聚類分析 利用分層聚類法對(duì)3 個(gè)織錦巴非蛤種群的9 個(gè)形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行分析，采用NCSS 2007 統(tǒng)計(jì)軟件求出各個(gè)形態(tài)指標(biāo)的平均值并進(jìn)行系統(tǒng)聚類，利用樹狀圖顯示3 個(gè)群體間的親疏程度。

2 結(jié)果與分析

2.1 織錦巴非蛤不同群體形態(tài)指標(biāo)變異分析

由表1 和表2 可知，3 個(gè)織錦巴非蛤群體的殼高均小于殼長(zhǎng)，且它們的殼質(zhì)量、總質(zhì)量和軟體質(zhì)量與殼長(zhǎng)比值的變異系數(shù)均超過10%，其中北海群體WM/LS 的變異系數(shù)超過20%，依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，說明殼質(zhì)量、總質(zhì)量和軟體質(zhì)量這3 個(gè)性狀在群體內(nèi)個(gè)體間具有廣泛變異。在殼高性狀上，東興群體殼型較扁，其殼高系數(shù)HS/LS是三者中最小、為0.571；北海的殼型較圓，殼高系數(shù)HS/LS 是3 個(gè)群體中最大、為0.585。在殼寬性狀上，湛江群體的殼寬系數(shù)WS/LS 最小、為0.366，北海群體的殼寬系數(shù)WS/LS 最大、為0.371。殼寬系數(shù)可以反映貝殼的隆起程度，殼寬系數(shù)越大，貝殼隆起越高，因此，北海群體的貝殼隆起程度最高，而湛江群體最低。關(guān)于殼厚系數(shù)方面，貝殼的厚重與否體現(xiàn)在殼厚系數(shù)的大小，湛江織錦巴非蛤種群的殼厚系數(shù)TS/LS 最大、為0.035，說明其貝殼厚重，而東興群體的殼厚系數(shù)TS/LS為0.032，說明其貝殼薄且輕。

表1 織錦巴非蛤不同群體形態(tài)性狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 1 Statistical results of morphological characters among different populations of Paphia textile

表2 織錦巴非蛤不同群體形態(tài)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 2 Statistical results of morphological indicators among different populations of Paphia textile

2.2 織錦巴非蛤不同群體形態(tài)指標(biāo)方差分析

對(duì)3 個(gè)織錦巴非蛤群體各形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行單因子方差分析，結(jié)果（表3）顯示，不同織錦巴非蛤群體之間的形態(tài)差異顯著，除WS/LS 外，3 個(gè)群體其他形態(tài)指標(biāo)的差異均呈顯著或極顯著。這些形態(tài)指標(biāo)在群體間的差異性，很好地為不同種群的鑒別提供依據(jù)。

表3 織錦巴非蛤不同群體形態(tài)指標(biāo)的方差分析Table 3 ANOVA analysis of morphological indicators among different populations of Paphia textile

2.3 織錦巴非蛤不同群體形態(tài)指標(biāo)主成分分析

主成分分析是一種將原來多個(gè)彼此相關(guān)的指標(biāo)轉(zhuǎn)換為新的、個(gè)數(shù)較少且互相獨(dú)立或不相關(guān)的綜合指標(biāo)的方法，該方法已在貝類形態(tài)差異分析中廣泛應(yīng)用［17-18］，據(jù)此可以得出造成貝類群體差異的顯著因子。為明確織錦巴非蛤3 個(gè)群體形態(tài)差異的主成分因子，采用SPSS20.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)校正獲得的織錦巴非蛤形態(tài)學(xué)指標(biāo)進(jìn)行綜合運(yùn)算，獲得3 個(gè)互不關(guān)聯(lián)的主成分。由表4可知，主成分1～主成分3 的方差貢獻(xiàn)率分別為37.366%、22.205% 和12.718%，累積貢獻(xiàn)率為72.29%，獲得的3 個(gè)主成分可解析群體間形態(tài)學(xué)變異的72.29%。在主成分1 中，WT/LS 影響最大，貢獻(xiàn)率為94.80%；其次，WSW/LS 影響也較大，貢獻(xiàn)率為94.30%。在主成分2 中，WS/LS 影響最大，貢獻(xiàn)率為91.00%。在主成分3 中，WS/HS 影響最大，貢獻(xiàn)率為77.60%。

表4 織錦巴非蛤不同群體形態(tài)指標(biāo)的主成分分析Table 4 Principal component analysis for morphological indicators of different populations of Paphia textile

根據(jù)主成分載荷矩陣分別計(jì)算取樣3 個(gè)群體的3 個(gè)主成分得分，根據(jù)主成分得分構(gòu)建散點(diǎn)圖（圖2），圖2 表明織錦巴非蛤3 個(gè)群體之間的種間差異真實(shí)存在。

圖2 織錦巴非蛤不同群體主成分散點(diǎn)圖Fig.2 Scatter diagram for principal components of different populations of Paphia textile

2.4 織錦巴非蛤不同群體形態(tài)指標(biāo)判別分析

利用逐步判別的方法篩選出8 個(gè)矯正后的性狀特征值，建立織錦巴非蛤3 個(gè)群體的判別函數(shù)。殼高/殼長(zhǎng)、殼寬/殼長(zhǎng)、前緣長(zhǎng)/后緣長(zhǎng)、外韌帶槽寬/外韌帶長(zhǎng)、總質(zhì)量/殼長(zhǎng)、軟體質(zhì)量/殼長(zhǎng)、殼質(zhì)量/殼長(zhǎng)、殼厚/殼長(zhǎng)分別以X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8表示。表5 為費(fèi)歇爾判別式的各項(xiàng)系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)。判別分析結(jié)果（表6）顯示，判別準(zhǔn)確率P1為94.00%～100.00%，P2為92.11%～100.00%，3 個(gè)群體的綜合判別率為97.56%。3 個(gè)群體的費(fèi)歇爾判別公式如下：

表5 織錦巴非蛤不同群體形態(tài)指標(biāo)費(fèi)歇爾判別式的各項(xiàng)系數(shù)和常數(shù)項(xiàng)Table 5 Coefficients and constants of Fisher discriminant functions for morphological indicators of differente populations of Paphia textile

表6 織錦巴非蛤不同群體形態(tài)指標(biāo)判別分析結(jié)果與預(yù)測(cè)分類Table 6 Discriminant analysis results and forecast classification of different populations of Paphia textile

YDX=839.951X1+135.72X2+337.74X3+239.834X4-68.018X5+222.64X6+51.037X7+1560.04X8-445.657

YBH=833.864X1+202.644X2+352.666X3+303.957X4-43.684X5+239.371X6-101.027X7+1339.295X8-451.148

YZJ=817.568X1+153.559X2+314.19X3+309.399X4+69.035X5+268.005X6-97.979X7+1442.695X8-441.725

2.5 織錦巴非蛤不同群體形態(tài)指標(biāo)聚類分析

對(duì)織錦巴非蛤3 個(gè)群體進(jìn)行聚類分析，結(jié)果（圖3）顯示，東興群體表現(xiàn)出與其他兩個(gè)群體之間更明顯的差異，而北海、湛江兩個(gè)群體之間的差異程度相對(duì)較小。

圖3 織錦巴非蛤不同群體聚類分析結(jié)果Fig.3 Cluster analysis results of different populations of Paphia textile

3 討論

3.1 生存環(huán)境對(duì)織錦巴非蛤群體形態(tài)差異的影響

貝類不同地理群體的形態(tài)差異與生活環(huán)境有一定關(guān)系，影響貝類生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)差異的環(huán)境因子通常包括溫度、鹽度、餌料、底質(zhì)、水體密度等［19］。許多研究證實(shí)，貝類形態(tài)變異是對(duì)生存環(huán)境長(zhǎng)期適應(yīng)的結(jié)果［20］。馮建彬等［21］研究認(rèn)為，溫度、鹽度等環(huán)境因子是造成我國(guó)4 個(gè)海區(qū)文蛤形態(tài)差異的主要因素；錢榮華等［11］揭示地理距離和棲息環(huán)境的不同影響三角帆蚌不同群體的變異程度。本研究結(jié)果表明，廣西東興群體織錦巴非蛤與廣西北海、廣東湛江群體相比較，差異程度最高，顯示為較獨(dú)立的類群。織錦巴非蛤營(yíng)底埋棲生活，喜砂質(zhì)底，一般在底質(zhì)條件合適的情況下很少出現(xiàn)大范圍遷移現(xiàn)象，因此該貝類的形態(tài)學(xué)特征極易受到棲息地環(huán)境因素的影響。綜合織錦巴非蛤3 個(gè)群體的地理位置，湛江和北海相隔較近，而東興與這兩個(gè)地區(qū)相隔較遠(yuǎn)，差異程度較大，說明織錦巴非蛤不同群體的形態(tài)變異程度與地理位置有一定關(guān)系。此外，北部灣海岸沿岸曲折，地理?xiàng)l件各異，受季風(fēng)及地形影響不同地點(diǎn)形成了較獨(dú)特的氣候條件［22］。湛江海域冬季海水平均溫度為20.6 ℃，夏季海水平均溫度為31 ℃，底層海水平均鹽度為30‰左右，與北海海域非常接近；而東興海域冬季海水平均溫度為19.4 ℃，夏季海水平均溫度為30.2 ℃，底層海水平均鹽度為28‰左右，與其他兩個(gè)地區(qū)環(huán)境差異較大［23］。織錦巴非蛤的生長(zhǎng)與發(fā)育速度可能受到以上環(huán)境因子差異的影響，進(jìn)而在外形特征上表現(xiàn)出差異。

3.2 織錦巴非蛤種質(zhì)資源保護(hù)與利用

每個(gè)物種都體現(xiàn)出獨(dú)特的基因多樣性［24］，因此物種是組成大自然基因多樣性的基礎(chǔ)，而評(píng)價(jià)自然生物資源則很大程度依據(jù)大自然的基因多樣性［25］。由于多年的過度捕撈，北部灣海域織錦巴非蛤自然資源遭到嚴(yán)重破壞，因此對(duì)該貝類種質(zhì)資源開展保護(hù)與利用十分重要。進(jìn)行種質(zhì)資源相關(guān)研究具有非常重要的意義，例如，貝類的基因資源分布和保護(hù)、種群的起源、種群的適應(yīng)性及改良等方面，已經(jīng)越來越為廣大育種和養(yǎng)殖人員所重視［26］。對(duì)織錦巴非蛤形態(tài)學(xué)進(jìn)行分析可為揭示其種群遺傳學(xué)特征提供重要證據(jù)。織錦巴非蛤在我國(guó)北部灣海域廣泛分布，近年來該貝類已經(jīng)成為這一海域的重要養(yǎng)殖品種，由于當(dāng)?shù)孛绶N供給不夠充足，難以滿足規(guī)模化養(yǎng)殖的需要，因此不得不持續(xù)從福建廈門、廣東雷州、海南三亞等沿海引進(jìn)苗種進(jìn)行人工養(yǎng)殖，但由于不同地理種群的交流容易造成雜交污染，使北部灣海域土著織錦巴非蛤種群遺傳多樣性降低。本研究運(yùn)用方差分析、聚類分析、判別分析等多種方法分析織錦巴非蛤不同群體的形態(tài)差異時(shí)，以個(gè)體不同形態(tài)性狀的比值作為分析指標(biāo)，可消除個(gè)體間因規(guī)格不同所帶來的誤差。在本次研究中，我們發(fā)現(xiàn)僅僅采用貝類形態(tài)指標(biāo)的分析不夠全面，不能完全揭示各群體的特性。后續(xù)研究中，我們將更多關(guān)注織錦巴非蛤種質(zhì)資源的評(píng)估與保護(hù)，結(jié)合形態(tài)學(xué)分析，利用分子遺傳學(xué)的研究方法，更加全面地研究該貝類群體間的遺傳關(guān)系。

4 結(jié)論

北部灣海域3 個(gè)織錦巴非蛤種群之間表現(xiàn)出形態(tài)差異。由形態(tài)特征分析可知，廣西北海群體殼型最圓，殼高系數(shù)為0.585，貝殼較厚重，殼厚系數(shù)和殼質(zhì)量系數(shù)分別為0.033、0.134，軟體部最飽滿，軟體質(zhì)量系數(shù)為0.134；廣西東興群體殼型最扁，殼高系數(shù)為0.571，貝殼薄且輕，殼厚系數(shù)為0.032，殼質(zhì)量系數(shù)為0.135；廣東湛江群體貝殼隆起程度最低，殼寬系數(shù)為0.366，貝殼厚重，殼厚系數(shù)為0.035，殼質(zhì)量系數(shù)為0.325。這些形態(tài)特征差異在主成分分析中得到相應(yīng)論證，在主成分分析中，3 個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率分別為37.366%、22.205%和12.718%，獲得的3 個(gè)主成分可解析群體間形態(tài)學(xué)變異的72.29%。在主成分1 中，總質(zhì)量/殼長(zhǎng)影響最大，殼質(zhì)量/殼長(zhǎng)的影響次之，反映了貝體質(zhì)量的信息；在主成分2 中，殼寬/殼長(zhǎng)影響最大，反映了殼寬的信息；在主成分3 中，殼寬/殼高影響最大，反映了殼寬與殼高的信息。各形態(tài)性狀的差異匯聚造成了群體間的差異，聚類分析中，湛江、北海這兩個(gè)群體間形態(tài)差異不明顯，東興群體的差異程度最大，與其他群體的形態(tài)差異明顯，顯示出較為獨(dú)立的類群。此外，在部分性狀上，3 個(gè)種群內(nèi)部也呈現(xiàn)出廣泛的變異，例如群體內(nèi)個(gè)體的殼質(zhì)量、總質(zhì)量和軟體質(zhì)量與殼長(zhǎng)的比值的變異系數(shù)均超過10%。