西施舌形态性状与体质量性状的相关性分析

陈 健 ，郭 丹 ，翟子钦，喻达辉 ，白丽蓉

（1.北部湾大学海洋学院/广西北部湾海洋生物多样性养护重点实验室，广西 钦州 535011；2.广西大学动物科学技术学院，广西 南宁 530004）

西施舌 (Coelomactra antiquata) 俗称海蚌、车蛤、土匙，隶属软体动物门、瓣鳃纲、异齿亚纲、帘蛤目、蛤蜊科、腔蛤蜊属，主要分布于太平洋和印度洋海域，在中国分布于山东、江苏、福建、广东、广西等沿海地区[1-2]。西施舌是一种营养丰富的名贵贝类，栖息于潮间带下部至浅海20 m 以内的沙质海底[3]，其相关研究主要涉及养殖技术[4]、营养分析[5-6]、药用价值[7-8]、资源分布[9]、核型分析[10]、遗传分化[11]、形态分类[1,12]、分子标记[13-14]等方面。由于过度捕捞、栖息地破坏和污染等原因，2004 年中国野生西施舌产量已不足50 吨，仅为20 世纪90 年代产量的1%[3,12]。近年来西施舌人工养殖规模不断扩大，种质资源退化情况逐渐凸显。因此，开展西施舌的良种选育工作对其产业恢复与发展是非常迫切且重要的。

贝类的形态性状和质量性状等指标通常是亲本选择的重要依据，其中体质量性状是产量的直接反映，是选育的主要目标，软体部质量作为可食用的部分，决定品质的好坏[15]。但质量性状相对于壳表型性状来说不够直观，测量的准确性 (如水分等不容易控制) 和可得性较差 (如活体不容易准确测量壳质量或软体部质量等)，而壳表型性状则易于准确测量。通过数量性状间的回归分析和通径分析等研究方法确定影响西施舌质量性状的主要形态性状，对于西施舌的选育和性状改良工作具有非常重要的指导意义。目前该方法已广泛应用在鱼类[16-17]、贝类[18-19]、甲壳类[20-22]等诸多水产动物中，由于西施舌选育研究工作起步较晚，相关研究尚未见报道。

本研究对野生西施舌群体进行体质量性状和形态性状的测量，利用相关分析和通径分析研究形态性状和质量性状的关联程度，深入分析壳体表型性状对体质量和软体部质量的直接和间接作用，确定了影响西施舌质量性状的主要形态性状，建立了西施舌壳体表型性状和体质量、软体部质量的多元回归方程，以期为西施舌的选育工作提供指导和借鉴。

1 材料与方法

1.1 实验材料

野生西施舌群体于2019 年12 月采自广西北海铁山港海区，在同一批次贝中随机挑选贝壳无破损的2～3 龄西施舌178 只用于实验。

1.2 测量方法

测量前洗净贝壳表面泥沙，擦干壳表面水分，用游标卡尺 (精度为0.01 mm) 测量壳长 (SL)、壳高 (SH)、壳宽 (SW)、前缘长 (AL) 和后缘长(GL)，具体测量位点见图1 标注，用电子天平 (精度为0.01 g) 称量活体质量 (BM)，然后解剖待测个体，取出全部软体部分，用吸水纸吸干表面水分后称量软体部质量 (VM) 和壳质量 (SM)。

图1 西施舌形态性状测量位点SH.壳高；SL.壳长；SW.壳宽；AL.前缘长；PL.后缘长Figure 1 Landmark points of morphological measurement in C.antiquataSH.Shell height;SL.Shell lengh;SW.Shell width;AL.Anterior length;PL.Posterior length

1.3 数据分析

利用Excel 2016 软件对数据进行整理，计算各参数的平均值、标准差、变异系数，用SPSS 24.0 统计分析软件采用Kolmogorov-Smirnov 法对各参数进行正态性检验，相关系数采用Pearson 相关系数，以活体质量和软体部质量为因变量，壳体性状为自变量进行共线性诊断，并计算壳体性状对活体质量和软体部质量的通径分析和决定系数，采用逐步回归分析分别建立壳体性状对活体质量和软体部质量的多元回归方程，差异显著性设置为P<0.05，差异极显著设置为P<0.01。

2 结果

2.1 各性状的统计分析

西施舌各数量性状的相关统计量见表1，经K-S 正态性分布检验，各性状均符合正态性分布(P>0.05)。8 个数量性状的变异系数大小顺序为VM>SM>BM>AL>GL>PL>SL>SW>SH，其中质量性状的变异系数介于13.44%～17.45%，形态性状的变异系数介于4.41%～6.06%，质量性状的变异系数明显大于形态性状，相对于形态性状，质量性状可供选择的潜力较大。

表1 西施舌壳体性状和质量性状的参数统计Table 1 Statistics of shell traits and mass traits of C.antiquata (n=178)

2.2 壳形态性状与体质量性状的相关性

根据相关性分析结果 (表2)，西施舌所有数量性状之间均表现为极显著正相关 (P<0.01)，与活体体质量相关系数最大的是壳高 (0.831)，其次是壳宽 (0.811)，最小的是前缘长 (0.589)。与软体部质量相关系数最大的是壳质量 (0.646)，其次是壳长(0.564)，最小的是壳宽 (0.458)。根据偏回归系数和t检验的分析结果 (表3)，壳高、壳长、壳宽、壳质量等4 个性状对活体质量达到极显著影响 (P<0.01)，剔除影响不显著的性状，对显著的性状进行共线性诊断，结果显示壳体性状间不存在共线性(VIF<10，表4)。其中壳宽对活体质量直接影响最大，通径系数为0.362，而对软体部质量达到极显著影响的两个性状中，壳质量对软体部质量影响最大，通径系数为0.487，壳高为0.238 (表5 和表6)。

2.3 壳体性状对体质量性状的决定程度分析

西施舌壳体性状对体质量性状的决定系数见表7、表8，表中对角线上列出每个性状单独对体质量性状的决定系数，对角线上方为两两性状对体质量性状的共同决定系数。其中单性状壳宽对活体质量的决定系数为0.131，壳高通过壳宽对活体质量的共同决定系数最大 (0.151)。单性状壳质量对软体部质量的决定系数最大 (0.237)，壳高通过壳质量对软体部质量的共同决定系数为0.155。此研究结果与通径分析结果基本一致，在对活体质量进行选择时应优先考虑壳宽性状，同时加强对壳高的协同选择。

2.4 自变量的筛选和多元回归方程的建立

根据偏回归系数和t检验的分析结果 (表3、表9)，剔除影响不显著的性状，壳高、壳长、壳宽、壳质量4 个性状对活体质量达到极显著的影响(P<0.01)，壳高和壳质量性状对软体部质量达到极显著的影响 (P<0.01)，分别以活体质量和软体部质量为因变量，采用逐步回归分析的方法，得到西施舌壳形态性状对体质量性状的回归方程：

表2 西施舌各性状间的相关系数Table 2 Correlation coefficients among phenotypic traits of C.antiquata

表3 西施舌的多元回归方程进行常数和偏回归系数检验Table 3 Constants and partial regression coefficients in multiple regression equations of C.antiquata

表4 西施舌壳体性状间的共线性分析Table 4 Collinearity diagnosis among independent variables of C.antiquata

表5 壳体性状与体质量的通径分析Table 5 Path analysis of shell traits on body mass of C.antiquata

表6 各形态性状与软体部质量的通径分析Table 6 Path analysis of shell traits on visceral-mass mass of C.antiquata

表7 西施舌壳性状对活体质量的决定系数Table 7 Determination coefficient of shell traits on body mass of C.antiquata

表8 西施舌壳性状对软体部质量的决定系数Table 8 Determination coefficient of shell traits on visceral-mass mass of C.antiquata

上述方程经回归预测，估计值与实际观测值差异不显著，说明上述方程可应用于实际生产中。

表9 形态性状对体质量性状的多元回归方差分析Table 9 Multivariate regression variance analysis of morphological traits to mass traits of C.antiquata

3 讨论

利用通径分析和多元回归分析弄清形态性状与质量性状之间的关系对选择育种具有非常重要的现实意义[23]。韩自强和李琪[24]对长牡蛎 (Crassostrea gigas) 壳橙品系进行通径和多元回归分析，找出了影响体质量的主要形态性状，为其橙色品系下一步育种策略的制定提供参考依据。魏海军等[25]对棕带仙女蛤 (Callista erycina) 野生群体进行通径分析，找出了影响其体质量的主要形态性状，为棕带仙女蛤资源改良和选育提供了指导和借鉴。梁健等[26]对不同地理群体菲律宾蛤仔 (Ruditapes philippinarum) 表型性状进行了相关性及通径分析，为不同地理群体的菲律宾蛤仔选育提供参考依据。西施舌是一种可食用的经济贝类，在养殖和育种过程中体质量是生产性能的直接反应，然而在选育过程中，体质量测量难度大且不准确，因此，找出壳体性状与体质量性状的关系对制定合适的选育指标和育种策略具有重要的指导意义。

变异系数是衡量资料离散程度简单而有用的统计指标，变异系数的单位相同，因此可以在不同性状之间进行比较。性状的变异系数越大，表明对应指标可供选择的潜力越大。一般在进行参数的统计分析时，数据的变异系数达到15%以上，则要考虑数据可能不正常[15]。本研究中西施舌的质量性状的变异系数介于13.44%～17.45%，大于其形态性状(4.41%～6.06%)，其中软体部质量变异系数最大(17.45%)。在其他贝类性状的相关性研究中，野生群体黄边糙鸟蛤 (Trachycardium flavum) 软体质量变异系数为31.16%，其次是活体质量 (25.94%)[27]。野生四角蛤蜊 (Mactra veneriformis) 软体部质量变异系数为24.54%，其次是活体质量 (23.97%)[28]。养殖华贵栉孔扇贝 (Chlamys nobilis) 1 龄闭壳肌变异系数为24.01%，其次是活体质量 (17.00%)[29]。野生大珠母贝 (Pinctada maxima) 壳质量变异系数为41.80%，其次是活体质量 (37.90%)[30]。在上述贝类中软体部质量、壳质量的变异系数大于活体质量，且数值较高。贝类的质量性状如软体部质量受实验对象的种类、贝龄、性腺发育周期、营养等多种因素的影响，所以认为在贝类质量性状中变异系数数值大于15%为常态。

在蛤蜊科其他贝类的相关性研究中，中国蛤蜊(M.chinensis) 形态性状间的相关性系数为0.703～0.862，与体质量性状的相关性系数为0.688～0.806[31]；四角蛤蜊形态性状间的相关性系数为0.770～0.859，与体质量性状的相关性系数为0.764～0.913[28]；施氏獭蛤 (Lutraria sieboldii) 的壳体性状之间的相关系数为0.390～0.771，与体质量的相关系数为0.450～0.879[15]；本研究中西施舌的壳形态性状间的相关系数为0.494～0.856，与体质量的相关系数为0.589～0.831，比较发现西施舌野生群体的壳性状间的相关系数与中国蛤蜊相近，略低于四角蛤蜊，壳体性状与体质量的相关系数与施氏獭蛤相近。数量性状间的相关程度可能与生长环境、生长阶段和遗传等因素有关，但上述贝类中形态性状与体质量性状相关程度均达到极显著水平 (P<0.01)，表明相关分析具有实际意义。

为了建立西施舌壳体性状对体质量性状的回归方程，对6 个壳体性状进行共线性诊断，壳体性状方差膨胀因子为2.232～4.612，均小于10，既共线性不明显，无需剔除。但根据偏回归系数显著性检验的结果，剔除前缘长、后缘长等对体质量性状影响不显著的性状。田莹等[32]根据偏回归系数检验结果，在对布氏蚶 (Arca boucardi) 体质量的多元回归时，剔除了裂口长和裂口高2 个偏回归系数不显著的性状；张伟杰等[33]对日本镜蛤 (Dosinia japonica) 进行共线性诊断时，剔除了壳长和壳高2 个与自变量严重共线性性状。本研究西施舌壳体性状对活体质量和软体部质量的相关指数分别为0.806 和0.448，与总决定系数近似值相等 (R2<0.850)，说明除了本实验测量的壳体性状外，还有其他对西施舌质量性状影响较大的因素尚未考虑到，在其他双壳贝类研究中也有类似结果。在进行体质量性状测量时，由于测量前后顺序导致不同个体体内水分含量有差异，可能影响质量性状的准确测定，除此之外可能还有其他没有测量到的壳体性状，这些因素都可能会影响多元线性回归分析的结果。

根据通径分析、多元回归分析、决定程度的分析结果，壳长、壳高、壳宽、壳质量对活体质量影响显著，其中壳宽对活体质量直接作用最大，通径系数为0.362，壳高通过壳宽对活体质量间接通径系数最大 (0.266)；壳高和壳质量对软体部质量影响显著，其中壳质量对软体部质量的直接作用最大，通径系数为0.487。在对毛蚶 (Scapharca subcrenata) 相关研究中，壳宽是体质量的主要影响因子，直接作用为0.505[34]；在对长牡蛎的相关研究中，壳高是影响活体质量最主要的因素，通径系数为0.477[24]；在对菲律宾蛤仔橙色品系相关性研究中，壳宽和壳长分别是影响活体质量和软体部质量的主要因素[35]。综上所述，不同贝类中影响体质量性状的主要壳体性状不同，这可能与不同贝类的形态特征、生活习性、不同生长阶段等因素有关。在进行西施舌的亲本选择时，以体质量为选择目标时，应首先以容易测量的壳宽为首要选择的性状，同时加强壳高的协同选择。