三角帆蚌生长和壳色性状早期复合选择的优化研究*

孙朝虎 白志毅 李清清 彭建庆 李家乐

(1.上海市水产养殖工程技术研究中心 上海 201306；2.上海海洋大学 农业农村部淡水水产种质资源 重点实验室 上海 201306；3.水产动物遗传育种中心上海市协同创新中心 上海 201306)

优良的三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)可以培育出优质的淡水珍珠，推动淡水珍珠产业转型升级、提质增效(梁飞龙等,2015)。珍珠质量等级的提高需大小、圆度、颜色、光泽度、表面光洁度和珍珠层厚度(有核珍珠) 6个指标同步提升。影响三角帆蚌育珠效果的因子有很多，包括育珠蚌的种质优劣、三角帆蚌的吊养密度、工人的插片技术等(王晓艳,2011)。本实验室评价和筛选五大淡水湖泊的优质三角帆蚌(汪桂玲等,2014)，以其为基础群体，持续选育数年，成功选育出三角帆蚌新品种‘申紫一号’。王照旗等(2014)通过对紫色三角帆蚌的内壳色和体重性状同步选育，选育效果良好。李清清等(2015)研究表明，育珠蚌的壳长生长率与所产无核珍珠的大小、圆度、光泽及产珠量极显著相关，供片蚌的内壳色与无核珍珠颜色极显著相关。吴雷明等(2016)对紫色三角帆蚌选育组和对照组的贝壳珍珠质颜色和生长性状进行研究，虽然选育效果良好，但无法通过生长性状间接选择贝壳珍珠质颜色。因此，本研究以壳长和贝壳深紫色为目标性状，开展三角帆蚌生长和壳色性状复合选育，以期培育双性状均表现优异的新品种。

复合性状选育方法有指数选择法、独立淘汰法、依次法，各有利弊(楼允东,1999)。吴建良等(2011)对中国荷斯坦奶牛不同选择方法的研究表明，在同一淘汰率的情况下，综合指数选择法的选择效果优于依次法和独立淘汰法。孔杰等(2012)通过综合选择指数法选育中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)，4代后，培育出‘黄海2号’。王雪磊等(2016)以壳金性状和生长性状为主要选育指标，采用混合选育技术同步改良长牡蛎(Crassostrea gigas) 2个性状，效果良好。葛建龙等(2016)通过家系内个体选育有效提高长牡蛎壳金群体的生长速度，可获得较大的选择反应。从这些研究可以看出，相对于指数选择法和独立淘汰法，依次法操作简单，可以获得更多的优秀性状的个体。

李达等(2017)对于金乌贼(Sepia esculenta)早期发育阶段内壳生长规律的研究表明,早期选育的必要性。三角帆蚌苗种早期贝壳透明，外壳色与内壳色显著相关，该时期可直接观测贝壳内壳色，是选择三角帆蚌内壳色最方便的时期；三角帆蚌壳长、壳宽、壳高和体重等生长性状呈显著正相关，壳长是5月龄三角帆蚌最易测量的生长性状，选择壳长性状可实现对三角帆蚌各生长性状的间接选择。本研究以三角帆蚌 蚌壳长性状和贝壳深紫色为选育性状，首次制定不同的中选率，并借助依次选择法，对5月龄三角帆蚌‘申紫1号’F1代进行早期选择，评估依次选择法的性状选择顺序和不同中选率对三角帆蚌生长和壳色性状的早期选择效应，以期优化三角帆蚌的早期选择方法，进一步改良壳色和生长性状，并为今后的淡水珍珠蚌的选育工作提供理论基础和科学依据(金武等,2012)。

1 材料与方法

1.1 蚌苗繁育

2015年5月，在安徽省宣城市裘公乡三角帆蚌良种繁育基地，挑选性状优良的紫色三角帆蚌‘申紫1号’做亲本，分辨出雌雄蚌，分别吊养于同一池塘里，进行亲本培育，每隔1 d，检查母蚌怀卵情况，选取同一天怀卵的母蚌100只，按常规方法培育蚌苗,获得稚蚌。

1.2 实验设置

2018年7月中旬，稚蚌出池时，进行初次筛选。该时期中选率为 10%，用网筛从三角帆蚌‘申紫 1号’F1育苗池中挑选出约5600只大规格稚蚌，网筛的网孔边长为1 cm的正方形，将挑选出的稚蚌分别吊养在同一池塘的56个网箱中，每个网箱放养100只，养殖期间，进行科学管理和定期施肥。

待三角帆蚌长至5月龄时开展研究。设定该时期综合中选率为10%，以壳长性状和贝壳颜色深紫色为选育指标，分别设置不同的中选率，按不同的选择顺序，共设置7种依次选择法(表 1)。壳长(SL)为第1选择性状，贝壳深紫色(PN)为第2选择性状，设定3种中选率组合，形成SL 50% × PN 20%(Ⅰ)、SL 30%×PN 33%(Ⅱ)、SL 20% × PN 50%(Ⅲ)3种选择方法；贝 壳深紫色(PN)为第1选择性状，壳长(SL)为第2选择性状，设定 3 种中选率组合，形成 PN 50% × SL 20%(Ⅳ)、PN 30% × SL 33%(Ⅴ)、PN 20% × SL 50%(Ⅵ) 3种选择方法。另外，根据经验，同步挑选壳色深紫色和体型大的个体作为对照组，中选率为10%，选择方法为SI 10%(Ⅶ)。将5600只5月龄三角帆蚌随机分成7组，依据上述7种选择方法分别进行挑选，最终将每种方法选留的80只三角帆蚌平均放入4个网箱(40 cm × 40 cm × 40 cm)中，所有网箱放回原先池塘，以40 cm水深继续吊养。定期施肥，进行科学管理(张元培等,1996)。

表1 不同选择方法的性状选择顺序和中选率 Tab.1 The selected trait order and retention rate of different selection methods

1.3 性状测量

2015年12月，从每个选择方法中随机挑选出60只蚌，测量壳长、壳高、壳宽、体重、外套膜重和壳重。使用游标卡尺测量壳长、壳高、壳宽这3个长度性状，精确度为0.01 mm。三角帆蚌洗净擦干后，使用电子天平称量体重，精确度为0.01 g。对三角帆蚌进行解剖，去除内脏团，将分离出的外套膜进行称重，将壳阴干后进行称量，精确度为0.01 g(李清清等,2015)。

使用Lovibond RT Colour V3.0软件的CIEL*a*b*系统和Lovibond-RT 200表面色度计对三角帆蚌内壳色测量。测量参数包括明度(L*)、色度a(a*)、色度b(b*)和色差值(dE*)。L*＞ 0为颜色偏白，L*＜ 0为颜色偏黑，L*越小，表明颜色越深；a*＞ 0为颜色偏红，a*＜ 0为颜色偏绿；b*＞ 0为颜色偏黄，b*＜ 0为颜色偏蓝；dE*为所测样品和标准白之间的色差，dE*值越大，表明贝壳颜色越丰富。因此，L*越小，dE*值越大时，紫色三角帆蚌内壳颜色更深、更丰富。测量前，先将内壳洗净晾干，依次对前闭壳肌(A3)、左壳边缘部位的外套痕与纵肋的交叉处(A2)、后闭壳肌处进行壳色测量(A1)(图1)，取每个蚌3个点的颜色参数值的平均值作为该个体的内壳色数据(吴雷明等,2016)。

图1 内壳色测量位置示意 Fig.1 Schematic diagram of measured positions of inner shell color

1.4 数据统计与处理

采用Excel 2016软件对原始数据进行初步整理，再用SPSS Statistics V22.0统计软件对7种选择方法选留的三角帆蚌的壳长、壳高、壳宽、体重、外套膜重、壳重生长性状和L*、a*、b*和dE*内壳颜色参数等测量值进行单因素方差分析(One-way ANOVA)，数据采用平均值±标准差(Mean±SD)表示(李梦军等,2006)。

2 结果与分析

2.1 不同选择方法选育出的三角帆蚌的生长性状差异

采用 7 种选择方法选出的三角帆蚌的各生长性状的统计描述见图2。从图2可以看出，方法Ⅳ和方法Ⅵ的生长性状早期选择效果最好，方法Ⅳ选择的三角帆蚌壳长和壳宽表现最优(图2A、图2C)，方法Ⅵ选择的三角帆蚌的壳宽、体重最优(图2C、图2D)。

在以壳长为第 1 选择性状的方法Ⅰ～方法Ⅲ(SL × PN)中，壳长的中选率分别为50%、30%和20%，但方法Ⅰ和方法Ⅲ的早期选择效应优于方法Ⅱ；在以壳长为第 2 选择性状的方法Ⅳ～方法Ⅵ(PN×SL)中，壳长性状的中选率分别为20%、33%和50%，但方法Ⅳ和方法Ⅵ的早期选择效应优于方法Ⅴ。从方法SL × PN与方法PN×SL整体对比可以发现，后3种方法选出的三角帆蚌，后期在壳长、壳高、壳宽、体重、外套膜重、壳重方面表现更优，表明壳长性状的选择顺序对选留个体生长性状的表现具有显著影响。以贝壳深紫色(PN)为第1选择性状、壳长作为第2选择性状的选择方法(PN×SL)，可以选育出后期生长性状更优的三角帆蚌。

壳长性状中选率相同，选择顺序不同时，中选率对选留个体生长性状表现的影响不明显。方法Ⅰ和方法Ⅵ的壳长性状的中选率都是50%，仅选留个体的外套膜重存在显著差异，其他性状间无显著差异(P＜ 0.05)；方法Ⅲ和方法Ⅳ的壳长性状的中选率都是 20%，选留个体后期各生长性状均未呈现显著差异。

2.2 不同选择方法选育出的三角帆蚌贝壳颜色差异

采用7种选择方法选出的三角帆蚌各贝壳颜色参数的统计描述见图3。从图3可以看出，方法Ⅰ～方法Ⅲ选留的三角帆蚌L*值较低，显著低于其他 4 种选择方法，其中，方法Ⅳ的L*值最大(P＜ 0.05)。方法Ⅳ的a*值最大，显著高于其他6种选择方法选留的三角帆蚌(P＜ 0.05)。方法Ⅱ和方法Ⅲ的b*值最大，显著高于方法Ⅵ，方法Ⅳ的b*值最小(P＜ 0.05)。方 法Ⅰ～方法Ⅲ的dE*值最大(图3)，三者间无显著差异，除方法Ⅲ与方法Ⅴ间未见显著差异外，该3种方法的dE*值均显著大于其他方法。

图2 不同选择方法对三角帆蚌生长性状的影响 Fig.2 Effects of different selection methods on growth traits of H.cumingii

图3 不同选择方法对三角帆蚌内壳色参数的影响 Fig.3 Effects of different selection methods on inner shell color parameters of H.cumingii

以贝壳深紫色(PN)为第2选择性状的方法Ⅰ～方法Ⅲ(SL×PN)中，贝壳深紫色的中选率分别为20%、33%和50%，各方法选留三角帆蚌的颜色参数均无显著差异；以贝壳深紫色为第1选择性状的方法Ⅳ～方法 Ⅵ(PN×SL)中，贝壳深紫色的中选率分别为50%、30%和20%，方法Ⅳ各颜色参数性状与其他各组相比，均呈现显著差异，方法Ⅴ和方法Ⅵ间各颜色参数无显著差异。

3 讨论

近年来，市场和消费者对淡水珍珠质量的要求越来越高，培育优质淡水珍珠蚌、提升珍珠质量是淡水珍珠产业提质增效、绿色发展的必经之路。李祥孔等(2017)和栾生等(2008)研究表明，在水产动物育种中，进行个体选择或者家系选择时，育种值选择效率都显著高于表型值选择，但是，在三角帆蚌的实际育种工作中，单纯的家系选育会提高近交衰退率，从颜色参数和生长性状育种值高的家系中，选择颜色较好且生长较快的个体补充选育群体，可降低减少近交系数(吴雷明等,2016)。对照组Ⅶ和其他6种选择方法的结果显示，凭借常规经验选出的三角帆蚌生长性状和壳色表现不突出，这进一步说明优化选育方法的必要性。三角帆蚌是我国最主要的淡水育珠母蚌，本研究以壳长性状和贝壳颜色深紫为选育指标，对三角帆蚌进行早期复合选择，以期优化选择方法，为今后的选育工作提供一定的基础。

3.1 三角帆蚌生长和壳色性状的选择顺序对选择效果的影响

本研究以不同的顺序依次选择性状，研究三角帆蚌生长和壳色性状早期复合选择效应发现，以贝壳深紫色(PN)为第1选择性状的方法(PN×SL)可以选育出后期生长性状更优的三角帆蚌，表明对于生长性状的早期选择效果优于以壳长性状(SL)为第1选择性状的选择方法(SL×PN)；以壳长性状为第1选择性状的方法(SL×PN)选出的三角帆蚌，后期贝壳紫色表现更优，表明对于壳色的早期选择效果优于以贝壳深紫色为第1选择性状的选择方法(PN × SL)。以上结果表明，选择顺序对于选择效果影响显著，目标性状的选择顺序不同，导致选择方法的选择效果不同。在实际生产中依次选择时，对于更加关注的目标性状，应该最后选择，选择效果更佳。供片贝提供外套膜细胞小片给育珠贝，育珠贝接受细胞小片，细胞小片形成珍珠囊，珍珠囊分泌珍珠质形成珍珠，珍珠的培育过程需要 供片贝和育珠贝共同参与(吴曼等,2014)。供片贝对珍珠颜色性状的影响很大，同种育珠贝对珍珠颜色性状影响较小，主要对珍珠的生长速度起着关键作用(Zhaoet al,2013; 刘越,2013; 白志毅等,2008; 徐在宽等,1992)。李清清等(2015)对于紫色三角帆蚌选育系F5育珠性状的研究发现，供片贝内壳色dE越大，所产紫色珍珠比例越大。张文府(2013)通过将育珠贝家系和小片贝家系分开选育以研究 4 种壳色的马氏珠母贝(Pinctada martensi)。所以，在培育三角帆蚌稚蚌的时候，凭借以贝壳深紫色为第1选择性状的选择方法(PN×SL)挑选育珠贝，凭借以壳长作为第1选择性状的选择方法(SL× PN)挑选供片贝，将供片贝和育珠贝分开选育，既便于工人管理又可节省养殖成本。

3.2 早期中选率对三角帆蚌生长性状和壳色选择效果的影响

本研究发现，不同中选率对选留个体性状的选择效果不同，方法Ⅰ～方法Ⅲ的壳长性状中选率逐渐降低，贝壳深紫色(PN)中选率逐渐提高，方法Ⅰ和方法Ⅲ对于生长性状的早期选择效应优于方法Ⅱ，这3种方法选留个体的颜色参数却均未见显著差异。选择方法Ⅳ～方法Ⅵ的壳长性状(SL)中选率逐渐提高、贝壳深紫色(PN)中选率逐渐降低，方法Ⅳ和方法Ⅵ的对于生长性状的早期选择效应优于方法Ⅴ，方法Ⅳ选留个体的颜色参数与其他方法均呈显著差异，方法Ⅴ和方法Ⅵ间各颜色参数却未见显著差异。以上结果表明，中选率和性状选择效果不是线性关系。

贝壳深紫色性状被选顺序不同中选率相同的方法中，选择方法的选择效果不同。方法Ⅰ和方法Ⅵ的壳长性状(SL)中选率为50%，贝壳深紫色(PN)中选率为 20%时，仅选留个体后期的外套膜重存在显著差异，其他生长性状间未呈现显著差异(P＜ 0.05)，但方法Ⅰ选留三角帆蚌贝壳颜色参数L*和dE*大于方法Ⅵ，方法Ⅰ对贝壳紫色的选择效果优于方法Ⅵ。方法Ⅲ和方法Ⅳ的壳长性状(SL)中选率是20%，贝壳深紫色性状(PN)中选率为50%时，这2种方法选留个体后期各生长性状均未呈现显著差异，方法Ⅲ各颜色参数性状与方法Ⅳ均呈现显著差异，方法Ⅲ对贝壳紫色的选择效果优于方法Ⅳ。从以上结果可以看出，选择效果不仅和中选率有关，还受复合选择效应的综合影响。在大型育珠工作中，提高育珠贝的生长速度，尽快达到插片规格，提高供片贝的贝壳深紫色度，选育出贝壳深紫性状优良的三角帆蚌供片贝和生长性状优良的三角帆蚌育珠贝，这是培育优质紫色珍珠的有效方法。本研究以贝壳深紫色和壳长为目标性状，依次选择生长性状和壳色性状来研究三角帆蚌生长和壳色性状的复合选择效果，可为三角帆蚌复合选育工作提供理论依据和数据支持。