封闭式循环水养殖7月龄四指马鲅幼鱼形态性状对体质量的影响

蓝军南，区又君，李俊伟温久福牛莹月，周慧李加儿 ，李活

1. 中国水产科学研究院南海水产研究所，农业农村部南海渔业资源开发利用重点实验室，广州 510300

2. 上海海洋大学，水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室，水产科学国家级实验教学示范中心，海洋动物系统分类与进化上海高校重点实验室，上海 201306

3. 茂名市金阳热带海珍养殖有限公司，广东茂名 525444

0 前言

四指马鲅(Eleutheronema tetradactylum)隶属于鲻形目(Mugiliformes)、马鲅亚目(Polynemoidei)、马鲅科(Polynemidae)、四指马鲅属，俗称午鱼、马友等[1]，主要分布于太平洋、印度洋西部海域以及澳大利亚西海岸，在中国沿海均有分布[2-6]。四指马鲅肉质鲜美，营养价值高，养殖前景广，目前中国东南沿海地区已开展人工养殖。近年来对四指马鲅的研究主要在人工繁育、胚后器官发育以及种群遗传结构等方面[4，5，7-10]。四指马鲅遗传多样性丰富，其遗传差异主要(79.66%)来自于群体内部，从选育的角度分析可见其具有较大的选育潜力[11]。中国的四指马鲅全人工繁育研究起步较晚，遗传育种研究滞后，尚未开始建立科学育种技术。因此，通过人工选育、定向培育优良品种是今后需要研究突破的重要问题。养殖方面，四指马鲅目前主要以池塘养殖为主，但随着养殖密度及养殖规模的增加和扩大，病害和环境污染问题将相继突显，从而限制其养殖的发展，养殖推广受限[12]。而循环水养殖，具有生产效率高、占地面积少、排放少、污染少等特点，是未来水产养殖解决该问题的一个重要方向，也是中国实现可持续发展的重大战略需求[12，13]。四指马鲅具有盐度范围广、适应性强等特点，使其开展循环水养殖成为可能。

鱼类的体质量与形态性状之间存在相关联系，了解各性状与体质量的相关程度及形态性状间的关联度，可为优化养殖方案和制定实际育种方案提供基础数据[14]。近年来已在鱼类、虾类、贝类等多种水产动物中报道，如卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)[15]、褐点石斑鱼(Epinephelus fuscoguttatus)[16]、花鲈(Lateolabrax maculatus)[17]、黑鲷(Sparus macrocephalus)[18]、大泷六线鱼(Hexagrammos otakii)[19]、日本沼虾(Macrobrachium nipponese)[20]、三角帆蚌壳(Hyriopsis cumingii)[21]、缢蛏(Sinonovacula constricta)[22]、钝缀锦蛤(Tapes conspersus)[23]等。这些研究表明，运用相关性分析、通径分析及多元回归分析等方法来确定形态性状对体质量的影响，进而对形态性状的间接选择以达到对体质量选择育种的目的，已在水产动物上得到广泛应用，对于指导水产动物生产及开展遗传育种工作具有重要意义。研究表明，鱼类的生长与营养、苗种等因素有关，还与生长环境密切相关[12]。探索封闭式循环水养殖条件下四指马鲅的形态性状与体质量的相关性，可为其在该养殖方式下的生长情况提供基础数据。本研究对封闭式循环水养殖7月龄四指马鲅幼鱼的全长、体长、体高、尾柄长和尾柄高等主要形态性状与体质量进行相关性分析、通径分析以及多元回归分析，拟找出影响 7月龄四指马鲅幼鱼体质量的主要形态性状，为优化养殖方案及优良品种的阶段性选育提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

试验材料为在广东省台山市进行封闭式循环水养殖试验的7月龄四指马鲅幼鱼。2018年6月23日将由南海水产研究所珠海试验基地培育所得的15日龄四指马鲅幼苗进行封闭式循环水养殖，养殖盐度10.8—13.0，水温 28.0—30.7 ℃。2019年 1月27日随机取样204尾生长状态良好的四指马鲅进行测量，平均体质量为(132.547±35.307) g，平均全长为(23.860±2.140) cm。

1.2 数据测量与处理

参照苏锦祥等[24]鱼类测量的标准，使用数显游标卡尺(精度0.01 mm)测量尾柄高(X1)、尾柄长(X2)、体高(X3)、体长(X4)、全长(X5)等的长度，测量时将鱼体置于水平面上；体质量(Y)使用电子天平(精度0.01 g)称量，测量前用吸水纸将鱼体表面的水分擦干，以尽可能减少测量误差。采用SPSS23.0软件对形态性状和体质量等数据进行相关分析、通径分析，并计算决定系数，采用逐步回归系数显著的形态性状对体质量建立多元回归方程并进行偏回归系数检验，计算过程参考杜家菊等[25]的方法进行。

2 结果与分析

2.1 四指马鲅各形态性状测量参数估计值

所测四指马鲅各性状指标数据经初步整理所得的表型参数如表 1所示，体质量的变异系数最大，为26.637%。表明在四指马鲅的各性状中，体质量(Y)具有较大的选择潜力，其他性状的变异系数较小，在 9.004%—11.596%范围，由大到小依次为尾柄长(X2)、尾柄高(X1)、体长(X4)、体高(X3)和全长(X5)，选择的潜力较弱。所测性状的标准误较小，并且偏度值均接近 0，表明所取样本数据基本满足正态分布，可以进行相关性分析、通径分析以及多元回归分析。

2.2 四指马鲅各形态性状间的相关性分析

所测四指马鲅各形态性状间的相关系数分析结果见表 2，各形态性状间相关均达到极显著水平(P＜0.01)，且呈正相关。体质量(Y)与各形态性状之间的相关系数从大到小依次为: 全长(X5)＞体长(X4)＞体高(X3)＞尾柄高(X1)＞尾柄长(X2)。可见形态性状全长(X5)与体质量(Y)的相关性系数最大(0.973)；尾柄长(X2)与体质量(Y)的相关性系数最小(0.745)。

2.3 四指马鲅各形态性状对体质量的通径分析

四指马鲅形态性状对体质量的通径系数见表3。经逐步回归分析及显著性差异检验，将通径系数差异不显著的形态性状变量(体长、尾柄长)剔除，保留尾柄高(X1)、体高(X3)和全长(X5)等 3个差异显著的形态性状变量，所得通径系数分别为 0.247、0.168和0.609。将四指马鲅形态性状与体质量的相关系数进行分解。由表3可知，从直接作用的角度分析，全长(X5)的通径系数最大，为 0.609，超过 3个表型性状的 50%，表明全长(X5)对体质重(Y)的直接影响最大，是影响四指马鲅体质量的主要性状；其次为尾柄高(X1)(0.247)和体高(X3)(0.168)。然而从间接作用的角度分析，体高(X3)对体质量(Y)的间接影响最大，为 0.668；全长(X5)对体质量(Y)的间接影响最小，为0.328。结果显示，除全长(X5)外，四指马鲅的各形态性状对体质量的直接作用均小于间接作用。根据通径分析，计算四指马鲅各表型性状对体质量的通径系数，其复相关指数R2=0.924。

表1 四指马鲅各形态性状的表型统计Table 1 Phenotypic parameters of morphometric traits for E. tetradactylum

表2 四指马鲅各形态性状间的相关系数Table 2 Correlation coefficients between morphometric traits of E. tetradactylum

表3 四指马鲅各形态性状对体质量影响的通径分析Table 3 Path analysis of the effects of morphometric traits on body weight of E. tetradactylum

2.4 四指马鲅各形态性状对体质量的决定程度分析

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)见表 4。四指马鲅尾柄长 (X1)、体高(X3)和全长(X5)单独对体质量(Y)的决定系数依次为0.061、0.028和0.371；发现其中全长(X5)和尾柄高(X1)对体质量(Y)的共同决定系数最大，为 0.233；尾柄高(X1)和体高(X3)对体质量(Y)的共同决定系数最小，为 0.064。可见，四指马鲅体质量(Y)主要由全长(X5)和尾柄高(X1)决定。3个单一性状的决定系数和 3个双性状共同的决定系数和为Σd= 0.924，与复相关指数R2相等，且大于 0.85。表明全长(X5)、体高(X3)和尾柄高(X1)这 3个性状共同作用对体质量(Y)的决定程度高达92.4%，而所剔除的性状或因测量误差对体质量影响相对较小，仅为7.6%。因此，在四指马鲅养殖和选育过程中该3个性状可作为主要测量指标。

表4 四指马鲅形态性状对体质量的决定系数Table 4 The determinant coefficients of morphometric traits to body weight of E. tetradactylum

2.5 多元回归方程的建立

通过多元回归分析，剔除偏回归系数不显著的形态性状，利用偏回归系数显著的形态性状与体质量建立四指马鲅尾柄高(X1)、体高(X3)、全长(X5)与体质量(Y)多元回归方程:

方差分析结果显示，多元回归方程的回归关系达 到 极 显 著 水 平 (F=800.480，P=0.000＜0.01)，其R2=0.923 (表5)。经显著性检验该回归方程的偏回归系数，所选的柄高(X1)、体高(X3)和全长(X5)等 3个形态性状对四指马鲅体质量的偏回归系数达到极显著水平(P=0.000＜0.01)。经回归分析计算预测，算出体质量的估计值与实际测定值呈现不显著差异(P＞0.05)，表明该文建立的多元线性回归方程能精准反映四指马鲅形态性状与体质量间的相互关系，并进行实际应用(表6)。

表5 多元回归方程的方差分析表Table 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Table 6 Significance test of partial regression coefficient and regression constant

3 讨论

四指马鲅是一种经济价值较高的食用鱼类，其体质量的大小直接影响养殖产量和周期。体质量是鱼类生长最直观的指标之一，在优化养殖方案及选育优良品种过程中常将其作为主要的目标性状[12，15]。形态性状与体质量具有高度相关性，利用通径分析并结合多元回归分析可以直观反映影响体质量的主要性状[12，14]。本研究通过测量体质量以及全长、体长、体高、尾柄长、尾柄高等 5个主要性状，其相关性分析结果显示，各形态性状间相关均达到极显著水平(P＜0.01)，且呈正相关，但不能判断出影响体质量的主要性状。经显著性差异检验，剔除通径系数不显著的变量，保留尾柄高(X1)、体高(X3)和全长(X5)等 3个形态性状变量，对其进行通径分析量化形态性状与体质量间的相互关系，结果发现全长(X5)的通径系数最大(0.609)，表明全长对质量的影响程度最大，是影响体质量的主要因素，其次为尾柄高(X1)(0.247)、体高(X3) (0.168)。3个单独的决定系数和3个两两共同的决定系数的总和为 Σd= 0.924，与复相关指数 R2相等，且大于 0.85，表明全长(X5)、尾柄高(X1)和体高(X3)是影响体质量(Y)的主要性状[17]；四指马鲅体质量的 92.4%变异是由全长、尾柄高和体高这 3个性状变量决定，其余 7.6%是由所剔除的性状或随机误差引起。因此，在四指马鲅养殖及选育过程中，7月龄时可把全长、尾柄高和体高作为重要测量指标进行辅助筛选，以便达到更优的选择效果。

在不同的鱼类中，对体质量直接影响较大的性状各有不同。圆筒型的鱼类影响体质量的主要性状通常为体长、体高和体宽，纵扁型鱼类其体质量主要与体长、体高和体厚等性状有关，纺锤型的鱼类体质量主要与体长或全长、体高和尾柄长有关[12]。如小黄鱼(Pseudosciaena polyactis)的体长对体质量的直接影响最大[26]；岩原鲤(Procypris rbaudi)的全长对体质量的直接影响最大[27]；尖吻鲈(Lates calcarifer)幼鱼的吻至第2背鳍终点的距离对体质量的直接影响最大[28]；花鲈的体宽对体质量的直接影响最大[17]；白斑红点鲑(Salvelinus leucomaenis)的体高对体质量的直接影响最大[29]；本研究结果表明，7月龄四指马鲅全长对体质量的影响最大，尾柄高和体高次之。

此外，同种鱼类在不同生长阶段或不同生长环境其各性状对体质量的直接影响大小也不尽相同。大泷六线鱼在6月龄和18月龄时对体质量直接作用最大的形态性状分别为体长和全长[19]；卵形鲳鲹 1月龄和4月龄个体全长对体质量的直接作用最大，7月龄、10月龄和 13月龄个体则是体高对体质量的影响最大[15]；陆基养殖的尖吻鲈全长和体高对体质量直接影响显著，而离岸养殖群体则是体长、体高和尾柄长对体质量直接作用显著[12]；同样，本研究结果表明循环水养殖7月龄四指马鲅全长对体质量的直接影响最大，而齐明等[31]对常规人工养殖 1龄四指马鲅的研究则发现叉长对体质量的直接影响最大。可以看出在鱼类生长发育过程中，影响其体质量的性状指标并非一成不变，而是随着外界环境条件及自身遗传特性发生相应改变以满足不同生长时期的需求[30]。

在水产动物育种过程中，通常以体质量为选育目标，而体质量的变异系数比较大，会引起较大的误差，单独以体质量作为参考显然不能达到最优的选育效果。由于形态性状的变异系数较体质量小，可以降低仅以体质量为指标进行选择时而产生的误差，从而较好地保证选育效果[19]。因此，在四指马鲅养殖及选育过程中，7月龄时可以将全长、尾柄高和体高这3个形态性状作为重要的测量指标来辅助选择优质群体进入下一阶段的筛选。从本研究来看，7月龄的四指马鲅群体中，体质量在约 160.70—235.10 g的个体相对来说生长速度较快，体质量增加明显，可认为是该阶段较为理想的选择对象，为达到更优的选择效果，可在该体质量范围内再择优选择全长、尾柄高和体高这3个形态性状表现优异(全长约为 25.40—28.50 cm，尾柄高约为 2.50—3.10 cm，体高约为5.30—6.10 cm)的个体进行强化养殖以便进入下一阶段的筛选。本文研究了7月龄四指马鲅形态性状对体质量的影响，在发育的不同时期，影响体质量的主要形态性状指标会有所变化，因此我们仍需要进一步的分析验证其他各个不同养殖时间阶段四指马鲅群体影响其体质量的主要形态性状的变化情况，从而实行有目的、有计划的反复选择淘汰，从中筛选出经济性状表现显著优良而又稳定的群体，这是一种经典的新品种选育方法[31]。

目前，四指马鲅主要以池塘养殖为主，循环水养殖尚处于试验性养殖阶段，作者试简单比较两种不同养殖方式下四指马鲅各形态性状参数，齐明等[32]在 2014年的池塘养殖试验结果比本研究的循环水养殖试验结果要偏小，可以看出循环水养殖试验比池塘养殖试验的效果略显优势。其中原因一方面可能是池塘养殖的温度、盐度、pH等环境因子易受天气和气候等自然环境的影响，波动范围较大，从而影响其增长速度[13]；另一方面可能是采样时，较大个体游动较迅速而不易被捕捞，从而影响数据的统计。当然，近几年来，随着池塘养殖技术不断完善，养殖效果日益显著，经济效益也较为理想[34]。本研究的室内封闭式循环水养殖系统可控性强、养殖生态环境稳定[33]，更有利于四指马鲅的生长，因此养殖试验效果较好，这表明采用循环水养殖的方式来养殖四指马鲅是可行的。而且循环水养殖具有占地面积少、排放少、污染少等特点[12]，从生态发展考虑，循环水养殖可望成为四指马鲅的主要养殖方式之一。但是我们仍然需要进一步探索和优化循环水养殖的条件以提高养殖产量。