梨形環棱螺60日齡6個生長性狀遺傳參數估計

顏元杰，金 武，聞海波，馬學艷，薛 婷，孫成飛，何義進，邴旭文,

(1.南京農業大學無錫漁業學院，江蘇無錫 214081；2.中國水產科學研究院珠江水產研究所，農業部熱帶亞熱帶水產資源利用與養殖重點實驗室，廣州 510380；3.中國水產科學研究院淡水漁業研究中心，中美淡水貝類種質資源保護及利用國際聯合實驗室，江蘇無錫 214081)

梨形環棱螺(Bellamyapurificata)俗稱螺螄、豆田螺、石螺，是環棱螺屬個體最大的種[1]。該種全國分布廣、產量大，用途多，是青魚(Mylopharyngodonpiceus)[2]、寬體金線蛭(WhitmaniapigraWhitman)[3]、中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)[4]和甲魚(Trionyxsinensis)[5]等水產經濟動物及部分水禽的重要餌料之一，同時也是廣大居民“菜籃子”的重要組成部分，日益受到了廣泛關注[6]，蘇南地區甚至形成了梨形環棱螺的一些地方品牌，如：江陰的雙涇螺螄。因其個體大、品質優、價格高而成為地方的特色水產品。作為淡水水域生態系統中重要的一環，梨形環棱螺既是消費者，以濾食水體浮游生物為食，又充當分解者，舔舐環境中的有機碎屑[7]。它在控制水域環境有機物沉積、維持濕地功能等方面具有重要作用[8]。

遺傳參數主要包括遺傳力、遺傳相關、重復力等。遺傳力和遺傳相關的值對個體育種值估計、育種規劃決策都起著十分重要的作用，它們的準確與否直接關系到整個育種工作的效率[9]。國內外貝類生長性狀遺傳參數的估計主要集中在三角帆蚌(Hyriopsiscumingii)[10-11]、長牡蠣(Crassostreagigas)[12]、蝦夷扇貝(Patinopectenyessoensis)[13]、硬殼蛤(Mercenariamercenaria)[14]、九孔鮑(Haliotisdiversicolorsupertext)[15]等物種，這些貝生長性狀的遺傳參數多為高遺傳力水平(h2>0.3)[10-15]，但螺類相關研究仍較少。

本實驗以梨形環棱螺為研究對象，在其達到60日齡時，對單個個體進行標記，然后進行同一池塘混養，最大限度地減少因環境因子造成的誤差，從而提高遺傳參數估計的準確度。本研究采用構建全同胞家系，記錄梨形環棱螺60日齡時生長性狀數據，通過估算基礎群體的遺傳參數，為梨形環棱螺進一步選擇育種提供基礎依據，也為其它貝類選擇育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 親本選擇和暫養

實驗親本于2016年9月底從陽澄湖、太湖、江陰雙涇采集。采集后，暫養于中美淡水貝類種質資源保護及利用國際聯合實驗室基地。根據右觸角是否向內彎曲鑒別雌雄。性別鑒定后進行貝類物理標簽標記。為避免性別鑒定后，雌螺在暫養過程中交配，每枚雌螺用螺籠單獨隔離飼養。每只雌螺的后代與母本養在同一螺籠中，直到達到標記規格。每10只螺籠為一組，暫養于同一個水泥池中，水泥池保持微孔增氧。暫養期間，每3天投飼螺旋藻錠片2片。水溫25～29 ℃。

1.2 實驗抽樣與個體標記

每次投喂螺旋藻錠片的同時，檢查雌螺產卵情況。共有93枚雌螺順利產仔螺。每只螺籠后代個數標準化為30枚。2016年11月底，梨形環棱螺達到標記規格(60日齡)進行標記，并測量生長性狀數據。

1.3 數據處理與分析

在數據分析之前對原始數據進行預處理，剔除在數據錄入過程中出現的錯誤。因母本貝類標簽標號重復，剔除93個家系中的重復數據和數據錄入造成的錯誤值，最終采用69個全同胞家系的數據進行分析。用PROC UNIVARIATE 對6個性狀進行正態檢驗(Shapiro-Wilk檢驗)。用PROC GLM 篩選出統計顯著(P<0.01)的固定效應用于混合模型分析。

數據預處理以及初步統計分析在SAS(V8.2，SAS Institute，Cary，NC，USA)中完成，方差協方差組分計算由ASReml 1.0完成。根據所獲得的數據，建立單性狀無重復觀測值的動物模型，構建模型如下：

Yijk=u+Bi+Nj+ak+eijk

2 結果與分析

2.1 描述性統計結果

描述性統計分析結果如表1所示，所有性狀的偏度和峰度系數均接近0，原始數據符合正態分布，可以直接用于后續分析。在所有的性狀中，體質量性狀的變異系數最大，因此可以將體質量性狀作為目標性狀進行遺傳改良。梨形環棱螺3個地理種群的6個性狀之間存在顯著差異。梨形環棱螺江陰群體的6個性狀值顯著高于其他兩個群體(表2)。

表1 梨形環棱螺60日齡生長性狀的描述性統計結果Tab.1 Descriptive statistics of six traits of B.purificata in 60 days old

表2 三個種群梨形環棱螺6個性狀的描述性統計Tab.2 Descriptive statistics of six traits of B.purificata in three populations

注：*同列不同字母表示差異顯著，P<0.05

2.2 方差組分分析結果

方差組分估計結果如表3所示。6個性狀的遺傳力均高于0.3，為高遺傳力水平。體質量在所有的性狀中遺傳力最高。5個形態學性狀中體螺層高的遺傳力最高，其次是殼口高，殼高的遺傳力最低。遺傳力結果表明梨形環棱螺6個性狀均有較高的加性遺傳方差，對這6個性狀進行選擇能獲得理想的遺傳改良效果。

2.3 表型相關和遺傳相關分析

表型相關和遺傳相關的分析結果如表4所示。體螺層高和殼高的表型相關為表型相關中最高。體螺層高和殼高的遺傳相關在所有的遺傳相關中最高。體質量與殼口寬的表型相關最低，體質量和殼口高的遺傳相關最低。

表3 梨形環棱螺生長性狀的方差組分估計Tab.3 Variance components estimation of the growth traits of B.purificata

表4 梨形環棱螺生長性狀的表型相關(上三角)和遺傳相關(下三角)Tab.4 Phenotypic correlation(above the diagonal) and genetic correlation(under the diagonal)of growth traits in the larva stage of B.purificata

3 討論

隨著家系選育方法在貝類育種中廣泛應用，貝類目標性狀的遺傳學參數陸續見諸報道。國內外在長牡蠣[12]、蝦夷扇貝[13,16]、九孔鮑[15]、硬殼蛤[14]、泥蚶(Tegillarcagranosa)[17]、文蛤(Meretrixmeretrix)[18]、三角帆蚌[11]、馬氏珠母貝(Pinctadamartensi)[19]等貝類中進行了相關性狀的遺傳參數研究，目標性狀多為生長性狀。研究發現，多數貝類生長性狀的遺傳力均為中高遺傳力水平，表明對這些貝類開展選擇育種工作將會取得較好的效果。在本研究中，梨形環棱螺的體質量性狀與5個形態學性狀具有顯著相關性，這與牡蠣[12,20]的結果一致，后續開展選擇育種工作時，僅需對體質量性狀進行選育就可能達到改良其他性狀的目的。

由于梨形環棱螺生物習性限制，按照雌雄比2∶1的比例構建半同胞家系會導致雄性親本死亡率偏高，因此采用構建全同胞家系的方法估算目標性狀遺傳力。此外，由于只有一代數據，利用動物模型進行方差組分估計時不能對母性效應進行準確剖分，可能將部分母性效應劃為加性效應，從而導致遺傳力偏高。因此，在后續的研究中，需要通過合理試驗設計，進一步提高遺傳力的準確度。由于梨形環棱螺在淡水貝類中屬于小型卵胎生貝類，雌螺體內懷卵量最多50～60粒，且雄螺與雌螺交配次數不能過多[21]。因此在梨形環棱螺遺傳改良方案中采用全同胞家系估算遺傳參數，盡管有高估遺傳參數的風險，但在散大蝸牛(Helixaspersa)[22]、綠唇鮑(Haliotislaevigata)[23]、貽貝(Mytilusedulis)[24]等貝類的遺傳改良實踐表明：即使是采用全同胞家系對貝類進行遺傳改良也能取得理想的遺傳改良效果。因此，采用構建全同胞家系的方法對梨形環棱螺進行遺傳改良，預期也能獲得理想的效果。