魁蚶中国与韩国群体杂交子一代生长比较

吴莹莹，刘 童，王英俊，邹 琰，宋爱环，刘洪军

( 山东省海洋生物研究院，青岛市海洋生物种质资源挖掘与利用工程实验室，山东 青岛 266104 )

魁蚶(Scapharcabroughtonii)，俗称赤贝、血贝、大毛蛤等，是重要的大型高值冷水性海洋经济贝类，主要分布于西北太平洋沿岸，在我国广泛分布于黄海、渤海及东海海域。魁蚶肉质肥美，营养价值丰富，拥有良好的开发利用前景，加工的产品深受日本、韩国等消费者欢迎。魁蚶曾是我国沿海分布较广、资源量较高的贝类，但由于对魁蚶资源过度开发，栖息地生态环境遭到破坏等原因，导致魁蚶资源量下降及分布面积减少。因此20世纪80年代开始，研究人员在魁蚶海区采苗、苗种繁育、中间培育以及底播增养殖等方面开展了很多工作[1-7]。亲贝蓄养、苗种培育密度、饵料选择、底播时间、底播密度和底播方法及相关管理措施等一系列新技术和方法的运用，使魁蚶底播增养殖规模不断扩大，魁蚶养殖产业有了比较明显的发展。但随着魁蚶增养殖规模的逐年扩大，成活率低、抗逆性差、种质衰退等问题也随之而来[8-10]，因此在对我国魁蚶的种质资源进行有效保护的同时，开展魁蚶良种培育也是产业的迫切需求。

杂交育种是遗传育种的主要手段之一，是改良遗传性状、培育优良品种的可靠途径。海洋贝类杂交育种主要集中在近江牡蛎(Ostrearivularis)、长牡蛎(Crassostreagigas)、盘鲍(Haliotisdiscus)、日本大鲍(H.gigantean)、红鲍(H.rufescens)、粉红鲍(H.corrugata)、绿鲍(H.fulgens)、白鲍(H.sorenseni)、海湾扇贝(Argopectenirradians)、栉孔扇贝(Chlamysfarreri)、虾夷扇贝(Patinopectenyessoensis)、马氏珠母贝(Pinctadamartensii)、解氏珠母贝(P.chemnitzi)、大珠母贝(P.maxima)、硬壳蛤(Mercenariamercenaria)等主要经济种类，杂交子代在生长、存活和生产性能等方面大都表现了杂种优势，其中一些杂交苗已经被用来开展规模化生产[11-13]。魁蚶的杂交育种研究也取得了一定进展，如蔡忠强等[14-15]选用魁蚶中国群体和韩国群体进行杂交试验，比较了不同杂交组与对照组在幼虫期与稚贝期的生长、存活状况，发现杂交子代在生长及存活方面具有明显的杂种优势。笔者以魁蚶中国群体和韩国群体为对象，进行了4个组合的杂交和自交试验，分析了不同组合在同一海区养成期的生长、存活及杂种优势，以期为我国魁蚶种质资源的开发利用和杂交育种提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

魁蚶中国群体选自山东省长岛县野生群体，韩国群体选自韩国釜山野生群体，每个群体采集约300个作为亲贝。分别建立中国群体(♀)×韩国群体(♂)(中韩正交群体)、中国群体(♀)×中国群体(♂)(中国群体)、韩国群体(♀)×中国群体(♂)(中韩反交群体)、韩国群体(♀)×韩国群体(♂)(韩国群体)4个组合。

稚贝出池后在海区(N 35°32′41.85″，E 119°41′29.49″)保苗，装苗袋为双层，内袋30目，外带60目，规格为25 cm×40 cm，每袋约2万粒，每24袋为单串附坠石，垂挂于海区的浮绠上，定期清理网袋上淤泥及杂物。壳长达0.5 cm时，分入20目网袋中，每袋1000粒，每个试验组合吊养约48袋。

1.2 取样及测量

1.2.1 生长性状的测量

养成期期间，分别在4月龄、5月龄、7月龄、9月龄、11月龄和13月龄取样，从每个子一代群体中随机取30个个体，用游标卡尺测量壳长、壳高、壳宽，精确至0.01 mm，用电子天平称量样品湿质量，精确至0.01 g。

1.2.2 成活率的测定

每个子代群体随机3袋测定成活率。

试验期间的存活率(Rs)的计算方法如下：

Rs/%=n1/n0×100%

(1)

式中，n1为试验结束时的魁蚶个体数，n0为试验开始时的魁蚶个体数。

1.3 数据分析

用Excel对各试验数据进行整理，采用SPSS 19.0统计分析软件进行单因素方差分析及Duncan′s多重比较，P<0.05为差异显著，结果以平均值±标准差表示。

参照文献[16]的计算方法，计算杂交子一代各性状的杂种优势率(H)，按下式计算：

H/%=(F1-P)/P×100%

(2)

式中，F1为杂交子一代性状的平均值，P为2个自交组合性状的平均值。

2 结 果

2.1 养成期4个试验组合各生长性状的比较分析

2.1.1 壳长比较

试验期间4个试验组合的壳长数据见表1。4个试验组之间除了在7月龄差异不显著(P>0.05)，其他阶段均差异显著(P<0.05)。4月龄，中国群体壳长值最高，为13.23 mm，且与其他3组差异显著(P<0.05)。5月龄，韩国群体值最高，为18.09 mm，显著高于中韩正交群体(P<0.05)，但与中国群体和中韩反交群体差异不显著(P>0.05)。在9月龄、11月龄和13月龄时，中韩正交群体均为最大值，分别为24.70、33.79 mm和37.70 mm，在9月龄与韩国群体无显著差异(P>0.05)，与中国群体和中韩反交群体差异显著(P<0.05)；在11月龄和13月龄均显著高于其他3组(P<0.05)。

表1 各试验组合的壳长 mmTab.1 Shell length in each experimental group

注：不同的字母表示组间差异显著(P<0.05)，下同.

Note: means with different letters in the same line are significant difference (P<0.05), et sequentia.

2.1.2 壳高比较

试验期间4个试验组合的壳高数据见表2。4个试验组之间除了在7月龄差异不显著(P>0.05)，其他阶段均差异显著(P<0.05)。4月龄，中国群体壳高值最高，为8.74 mm，但与韩国群体差异不显著(P>0.05)，与其他2组差异显著(P<0.05)。5月龄，韩国群体值最高，为12.71 mm，显著高于中韩正交群体(P<0.05)，与中国群体合中韩反交群体差异不显著(P>0.05)。9月龄、11月龄和13月龄，中韩正交群体均为最大值，分别为17.80、23.73、27.14 mm；在9月龄时与韩国群体无显著差异(P>0.05)，与中国群体和中韩反交群体差异显著(P<0.05)；在11月龄和13月龄时与其他3组均差异显著(P<0.05)。

表2 各试验组合的壳高 mmTab.2 Shell height in each experimental group

2.1.3 壳宽比较

试验期间4个试验组合的壳宽数据见表3。4个试验组之间除了在7月龄时差异不显著(P>0.05)，其他阶段均差异显著(P<0.05)。4月龄，中国群体壳高值最高，为5.86 mm，但与韩国群体差异不显著(P>0.05)，与其他2组差异显著(P<0.05)。5月龄，韩国群体值最高，为8.54 mm，显著高于中韩正交群体(P<0.05)，但与中国群体和中韩反交群体差异不显著(P>0.05)。9月龄、11月龄和13月龄，中韩正交群体均为最大值，分别为13.17、18.66、23.16 mm，且与其他3组均差异显著(P<0.05)。

表3 各试验组合的壳宽 mmTab.3 Shell width in each experimental group

2.1.4 湿质量比较

试验期间4个试验组合的湿质量数据见表4。4个试验组之间除了在7月龄差异不显著(P>0.05)，其他阶段均差异显著(P<0.05)。5月龄，韩国群体湿质量最高，为1.23 g，显著高于中国群体(P<0.05)，与中韩反交群体和中韩正交群体差异不显著(P>0.05)。9月龄、11月龄和13月龄，中韩正交群体均为最大值，分别为3.70、9.25 g和13.67 g；9月龄时与韩国群体无显著差异(P>0.05)，与中国群体和中韩反交群体差异显著(P<0.05)；11月龄时与其他3组均差异显著(P<0.05)；13月龄时与韩国群体和中国群体差异不显著(P>0.05)，与中韩反交群体差异显著(P<0.05)。

2.2 养成期内4个试验组合成活率的比较

试验结束4个魁蚶试验组合存活率数据见表5。试验结束时中韩正交群体存活率明显高于其他3个组，为79.33%，中国群体最低，仅为55.37%。4个试验组合成活率为中韩正交群体>中韩反交群体>韩国群体>中国群体。

2.3 杂交组合的杂交优势比较

2个杂交组合在壳长、壳高、壳宽、湿质量和存活率的杂种优势率见表6。中韩正交群体壳长、壳高、壳宽和湿质量的优势率分别为-2.70%～7.73%、-2.79%～4.80%、-2.38%～8.84%和-1.39%～27.44%，11月龄的湿质量杂种优势明显，为27.44%。4个生长性状的杂种优势率变化趋势一致，前期杂种优势率随着日龄的增长而持续增大，到11月龄为最高值，13月龄又明显下降。整体上看，中韩正交群体4月龄和5月龄4个生长性状杂种优势均为负值，在7月龄的壳高和壳宽杂种优势为正值，在9月龄、11月龄和13月龄的4个生长性状杂种优势均为正值，其中11月龄湿质量的杂种优势明显高于其他月龄。

中韩反交群体壳长、壳高、壳宽和湿质量的优势率分别为-1.73%～0.91%、-1.65%～0.37%、-3.07%～0.77%和-4.46%～2.61%。除了5月龄的湿质量杂种优势为正值外，其余4月龄、5月龄、9月龄和13月龄所有4个生长性状的杂种优势均为负值。除了11月龄壳高为负值，其余7月龄和11月龄的4个性状杂种优势均为正值，最高值仅为2.61%。整体上看，中韩反交群体4个生长性状均未表现出明显的杂种优势。

中韩正交群体和中韩反交群体在存活率方面的杂交优势均为正值，分别为5.89和4.15，中韩正交群体杂交优势略高于中韩反交群体。

表4 各试验组合的湿质量 gTab.4 Wet body weight in each experimental group

表5 各试验组合总存活率 %Tab.5 Survival rates in each experimental group

表6 养成期各杂交组合生长性状的杂种优势率 %Tab.6 Heterosis rates in growth in each hybird group during the adult culture

3 讨 论

3.1 杂种优势分析

杂交育种的主要目的是获得杂种优势。杂种优势是指杂种子一代在生产力、繁殖力、产量、品质等性状上优于双亲的一种复杂的生物学现象，杂种优势的大小，大多取决于双亲性状间的相对差异和互补程度。在一定范围内，双亲的差异越大，往往杂种优势越强，反之越弱[17-18]。在养殖过程中发现魁蚶中国群体和韩国群体在外部形态[19]、生长速度等方面均存在差异，韩国群体在生物学性状和存活率方面均优于中国群体，研究结果也显示,中国群体和韩国群体在形态学性状对体质量影响效果方面存在明显差异[20]，韩国群体和中国群体在遗传上分化显著[21]，说明遗传上的差异可能是韩国群体比中国群体生物学性状优越的主要原因，因此采用杂交、选择等手段进行种质性能提升是有理论依据且可行的。蔡忠强等[14-15]选用魁蚶中国群体和韩国群体进行杂交，分别研究了4个组合的在幼虫期、稚贝期与养成期的生长、存活状况，研究结果显示，在幼虫期和稚贝期，杂交中韩反交群体于壳长方面具有明显的杂种优势，中韩正交群体于壳长方面无明显的杂种优势，在存活率方面2个组合均未有显著的杂种优势；在养成期中韩反交群体于壳长和湿质量方面都表现出明显的杂种优势，中韩正交群体虽也显示了一定的杂种优势但始终低于中韩反交群体。

本研究亦采用魁蚶中国群体和韩国群体进行了杂交试验，从试验数据看，中韩正交群体在壳长、壳高、壳宽，尤其是是湿质量方面表现出了明显的杂种优势，而中韩反交群体在4个生长性状方面均未表现出明显的杂种优势。这与蔡忠强等[14-15]的研究结果不一致，原因可能为：(1)两个试验所选取的魁蚶的亲本来源分别为北部仁川海域及南部釜山海域，不同来源的群体其遗传结构应该有所差异；(2)两个试验开展的养殖海区分别处于长岛近岸海域和日照近岸海域，其水质、水温、饵料、敌害等环境因素的差异都会导致魁蚶生长及存活的差别。

3.2 杂种优势的时空表达

有研究表明，生物体在不同的发育阶段，基因按一定的时空秩序选择性的表达，调控数量性状的遗传机制在整个个体发育过程中会发生显著变化[22]，因此数量性状也会随之发生相应的时空动态变化[23]。本研究在4月龄、5月龄和7月龄杂种优势率大多为负值，到11月龄达到最高而后又明显降低，其他种类中也存在这种现象，如刘小林等[24]研究显示，栉孔扇贝俄罗斯种群与中国种群的杂交子一代在160 d表现出比60 d和90 d更显著的杂种优势，季士治等[25]研究发现大菱鲆(Scophthalmusmaximus)杂交子一代70 d体长和体质量的杂种优势高于30 d的杂种优势，这些现象是否与基因的时空秩序选择性表达有关还有待进一步研究。

本研究通过对魁蚶群体杂交试验养成期的杂种优势分析发现，魁蚶中韩正交群体的杂交子一代在生长及存活方面均具有明显的杂种优势。因此，应用这两个群体开展杂交可作为改良现有养殖群体的有效途径之一。