斑节对虾形态性状对体质量影响的分析

2013-12-23孙苗苗陈百尧杨其彬江世贵周发林苏天凤黄建华

海洋科学 2013年5期

孙苗苗, 陈百尧, 杨其彬, 江世贵, 周发林, 苏天凤, 黄建华

(1. 连云港市海洋与水产科学研究所, 江苏连云港 222044; 2. 中国水产科学研究院南海水产研究所, 广东省渔业生态环境重点实验室, 农业部南海渔业资源开发利用重点实验室, 广东广州 510300)

斑节对虾(Penaeus monodon)俗称草虾、竹节虾, 联合国粮农组织通称其为大虎虾, 分类学上隶属于节肢动物门(Arthropoda)、甲壳纲(Crustacea)、十足目(Decapoda)、游泳亚目(Natantia)、对虾科(Penaeidae)、对虾属(Penaeus), 是对虾属中最大型种。斑节对虾是世界三大养殖虾类品种之一, 主要分布于印度洋和西太平洋, 也是中国南方沿海诸省的重要养殖对象。

表型形态性状作为生物分类的依据, 既是生物种群长期进化形成的固有属性, 也是种群内个体间表露显性差异的重要载体, 故常被作为目标养殖生物种质复壮和优良品系选育的重要指标[1], 因此研究生物形态性状间的相互影响效应是十分必要的。Wright[2]于1921年提出借助通径分析来探索性状间的作用是直接效应还是间接效应并判断其效应的大小。经过长期实践, 通径分析在鱼[3-4]、虾[5-6]、贝[7-8]等水产动物中也被广泛应用。

形态性状和体质量具有直观性和可度量性, 是斑节对虾遗传育种中进行选择和定向培育的重要指标。本研究对斑节对虾的体质量与多个形态性状采用相关分析、通径分析、回归分析等方法, 给出了影响斑节对虾体质量的主要形态性状及其直接和间接作用的大小, 建立了估计体质量的多元回归方程, 以期为斑节对虾生长选育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料来源与测量方法

本研究所用实验虾取自中国水产科学研究院南海水产研究所自主培育的斑节对虾。在同一养殖池随机抽取6月龄斑节对虾1339尾, 用电子天平(精确到0.01g)测量体质量(BW), 采用数显游标卡尺(精度0.01 mm)测量体长(BL)、头胸甲长(CL)、头胸甲宽(CW)、头胸甲高(CH), 见图1。

图1 斑节对虾形态测量示意图(此图参照Tzeng[9]) Fig. 1 Diagrammatic sketch of body parts measured for morphological analysis of Penaeus monodon (The figure was referenced to Tzeng[9])

1.2 分析方法

利用SPSS(version10.1, SPSS Inc.1999)统计处理数据, 完成各形态性状对体质量的相关分析、通径分析和多元回归分析[10-13]。计算公式和方法参考李宁[14]、顾万春[15]和孙振兴[16]的方法。

2 结果

2.1 斑节对虾各表型性状统计

斑节对虾体质量、体长、头胸甲长、头胸甲宽、头胸甲高5个性状的参数见表1。体质量这一性状的变异系数是 45.76%, 显著高于其他4个性状(P＜0.01)。斑节对虾体质量这一性状指标可供选择的范围较大, 具有较高的选育潜力。因此, 对斑节对虾进行人工选育时, 应首先考体质量性状。

2.2 各性状间的相关性分析

由表2可见, 各性状间均有显著相关性, 且相关关系均达到极显著水平P＜0.01。体质量与其他性状间的相关系数大小依次为: 体长＞头胸甲长＞头胸甲宽＞头胸甲高, 可见体长与体质量的相关系数最大0.951, 头胸甲高与体质量的相关系数最小0.872。

2.3 斑节对虾表型性状对体质量的通径分析

根据通径分析原理, 利用统计分析软件(SPSS), 得到斑节对虾形态性状对体质量的通径系数, 各通径系数反映了该性状对斑节对虾体质量的直接影响, 各形态性状对体质量的影响均达到显著水平(P＜0.01) (表3)。结果分别为PBL=0.563、PCL=0.148、PCW=0.149、PCH=0.138, 由此得到复相关指数R2=0.925。通过分析直接通径系数和间接通径系数, 可以直观地了解各性状对体质量的直接作用和某一形态性状通过其他形态性状对体质量的间接作用。体长对斑节对虾体质量的直接作用最大(0.563), 超过4个表型性状的50%。同时各性状也相互作为间接因素对体质量产生较大的影响, 头胸甲各性状对体质量的间接作用较大0.734～0.759。

表1 斑节对虾所测各性状的表型统计量(n=1339) Tab. 1 The apparent statistics of various phenotypic and morphometric traits for Penaeus monodon(n=1339)

表2 斑节对虾性状之间相关系数 Tab. 2 Correlation coefficients among various traits of Penaeus monodon.

表3 斑节对虾表型性状对体质量影响的通径分析 Tab. 3 The effects of morphologic traits on the body weight of Penaeus monodon.

2.4 表型性状对体质量的决定程度

计算单个性状对体质量的决定系数(di=Pi2,Pi为性状对体质量的通径系数)和性状两两交互对体质量的共同决定系数(dij= 2rijPiPj,rij为两性状间的相关系数,Pi, Pj分别为两性状对体质量的通径系数)。表4的对角线上给出了斑节对虾体长、头胸甲长、头胸甲宽、头胸甲高单独对体质量的决定系数, 依次为31.7%、2.2%、2.2%和1.9%; 对角线以上给出了两两性状共同对体质量的决定系数, 其中体长-头胸甲长对体质量的共同决定系数最大(15.3%)。各表型性状对体质量的总决定系数Σd=0.925。

2.5 多元回归方程的建立

对回归方程和各形态性状的偏回归系数进行显著性检验, 结果如表5、表6所示。方差分析结果(表5)显示, 回归关系均达到极显著水平(F= 4054.728,P＜ 0.01)。经各偏回归系数的显著性检验(表6), 体长(X1)、头胸甲长(X2)、头胸甲宽 (X3)和头胸甲高(X4)的偏回归系数均达到极显著水平(P＜ 0.01)。斑节对虾体质量与表型性状参数的多元回归方程为:

式中:Y为体质量(g),X1为体长(mm),X2为头胸甲长(mm),X3为头胸甲宽(mm),X4为头胸甲高(mm)。

经回归预测, 估计值和实测值间无显著差异(P＞0.05), 表明所建方程能精准反映6月龄斑节对虾形态性状与体质量间的相互关系。

表4 斑节对虾表型性状对体质量的决定系数 Tab. 4 Determinant coefficients of phenotypic trait on body weight of Penaeus monodon.

表5 多元回归方程的方差分析表 Tab. 5 Analysis of variance of multiple regression equation

表6 偏回归系数和回归常数的显著性检验 Tab. 6 Significance test of partial regression coefficient and regression constant

3 讨论

性状间的相关系数是进行多元分析的基础, 但相关系数是两变量间关系的综合体现, 它既包括变量间的直接关系, 又包括通过其他变量影响的间接关系。单纯采用性状间的相关系数不能正确表述两性状间的真实关系, 使结果具有一定的片面性。通径分析不仅能正确表述变量间的真实关系, 而且能把性状间相关性剖分成直接作用和间接影响[17]。在相关分析的基础上, 进行通径系数分析和决定系数分析时, 只有当相关指数R2或各自变量对依变量的单独决定系数及两两共同决定系数的总和Σd(在数值上R2=Σd)大于或等于0.85(即85 %)时, 表明影响依变量的主要自变量已经找到[17-20]。本研究中, 斑节对虾的体长, 头胸甲长、头胸甲宽、头胸甲高这4个性状与体质量的相关性均达到极显著水平P＜0.01(表2); 通径分析结果同样显示, 这4个性状与体质量的直接作用也达到极显著水平(表3); 且总决定系数之和为0.925, 远大于0.85(表4)。因此, 可以认为体长、头胸甲长、头胸甲宽和头胸甲高是影响斑节对虾体质量的主要性状。

关于甲壳动物形态特征对体质量的影响多有报道。董世瑞[21]研究认为中国对虾头胸甲宽对体质量的直接影响最大。同时, 孙成波等[22]研究了北部湾野生日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)体质量和形态性状的关系, 结果发现头胸甲宽与体质量的直接影响和决定系数均最大。刘凯[23]和王志铮[1]研究发现体长对日本沼虾(Macrobrachium nipponensis)体质量的直接作用最大。吴立峰[24]研究了3个家系凡纳滨对虾(Litopeneaus vannamei), 发现3个家系的形态参数对体质量的影响并不一致, 推测这可能是不同家系生长速度存在较大差异的重要原因。本研究结果显示, 体长与体质量的相关系数为0.951、直接作用P为0.563、决定系数为0.371, 均显著高于头胸甲长、头胸甲宽、头胸甲高对体质量的影响。所以作者认为, 体长对斑节对虾体质量的影响最大, 与黄忠[25]的研究结果一致。研究结果表明, 体质量和体长是进行斑节对虾生长性状选育的主要评价指标。

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