西施舌形態性狀與體質量性狀的相關性分析

陳 健 ，郭 丹 ，翟子欽，喻達輝 ，白麗蓉

（1.北部灣大學海洋學院/廣西北部灣海洋生物多樣性養護重點實驗室，廣西 欽州 535011；2.廣西大學動物科學技術學院，廣西 南寧 530004）

西施舌 (Coelomactra antiquata) 俗稱海蚌、車蛤、土匙，隸屬軟體動物門、瓣鰓綱、異齒亞綱、簾蛤目、蛤蜊科、腔蛤蜊屬，主要分布于太平洋和印度洋海域，在中國分布于山東、江蘇、福建、廣東、廣西等沿海地區[1-2]。西施舌是一種營養豐富的名貴貝類，棲息于潮間帶下部至淺海20 m 以內的沙質海底[3]，其相關研究主要涉及養殖技術[4]、營養分析[5-6]、藥用價值[7-8]、資源分布[9]、核型分析[10]、遺傳分化[11]、形態分類[1,12]、分子標記[13-14]等方面。由于過度捕撈、棲息地破壞和污染等原因，2004 年中國野生西施舌產量已不足50 噸，僅為20 世紀90 年代產量的1%[3,12]。近年來西施舌人工養殖規模不斷擴大，種質資源退化情況逐漸凸顯。因此，開展西施舌的良種選育工作對其產業恢復與發展是非常迫切且重要的。

貝類的形態性狀和質量性狀等指標通常是親本選擇的重要依據，其中體質量性狀是產量的直接反映，是選育的主要目標，軟體部質量作為可食用的部分，決定品質的好壞[15]。但質量性狀相對于殼表型性狀來說不夠直觀，測量的準確性 (如水分等不容易控制) 和可得性較差 (如活體不容易準確測量殼質量或軟體部質量等)，而殼表型性狀則易于準確測量。通過數量性狀間的回歸分析和通徑分析等研究方法確定影響西施舌質量性狀的主要形態性狀，對于西施舌的選育和性狀改良工作具有非常重要的指導意義。目前該方法已廣泛應用在魚類[16-17]、貝類[18-19]、甲殼類[20-22]等諸多水產動物中，由于西施舌選育研究工作起步較晚，相關研究尚未見報道。

本研究對野生西施舌群體進行體質量性狀和形態性狀的測量，利用相關分析和通徑分析研究形態性狀和質量性狀的關聯程度，深入分析殼體表型性狀對體質量和軟體部質量的直接和間接作用，確定了影響西施舌質量性狀的主要形態性狀，建立了西施舌殼體表型性狀和體質量、軟體部質量的多元回歸方程，以期為西施舌的選育工作提供指導和借鑒。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

野生西施舌群體于2019 年12 月采自廣西北海鐵山港海區，在同一批次貝中隨機挑選貝殼無破損的2～3 齡西施舌178 只用于實驗。

1.2 測量方法

測量前洗凈貝殼表面泥沙，擦干殼表面水分，用游標卡尺 (精度為0.01 mm) 測量殼長 (SL)、殼高 (SH)、殼寬 (SW)、前緣長 (AL) 和后緣長(GL)，具體測量位點見圖1 標注，用電子天平 (精度為0.01 g) 稱量活體質量 (BM)，然后解剖待測個體，取出全部軟體部分，用吸水紙吸干表面水分后稱量軟體部質量 (VM) 和殼質量 (SM)。

圖1 西施舌形態性狀測量位點SH.殼高；SL.殼長；SW.殼寬；AL.前緣長；PL.后緣長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 數據分析

利用Excel 2016 軟件對數據進行整理，計算各參數的平均值、標準差、變異系數，用SPSS 24.0 統計分析軟件采用Kolmogorov-Smirnov 法對各參數進行正態性檢驗，相關系數采用Pearson 相關系數，以活體質量和軟體部質量為因變量，殼體性狀為自變量進行共線性診斷，并計算殼體性狀對活體質量和軟體部質量的通徑分析和決定系數，采用逐步回歸分析分別建立殼體性狀對活體質量和軟體部質量的多元回歸方程，差異顯著性設置為P<0.05，差異極顯著設置為P<0.01。

2 結果

2.1 各性狀的統計分析

西施舌各數量性狀的相關統計量見表1，經K-S 正態性分布檢驗，各性狀均符合正態性分布(P>0.05)。8 個數量性狀的變異系數大小順序為VM>SM>BM>AL>GL>PL>SL>SW>SH，其中質量性狀的變異系數介于13.44%～17.45%，形態性狀的變異系數介于4.41%～6.06%，質量性狀的變異系數明顯大于形態性狀，相對于形態性狀，質量性狀可供選擇的潛力較大。

表1 西施舌殼體性狀和質量性狀的參數統計Table 1 Statistics of shell traits and mass traits of C.antiquata (n=178)

2.2 殼形態性狀與體質量性狀的相關性

根據相關性分析結果 (表2)，西施舌所有數量性狀之間均表現為極顯著正相關 (P<0.01)，與活體體質量相關系數最大的是殼高 (0.831)，其次是殼寬 (0.811)，最小的是前緣長 (0.589)。與軟體部質量相關系數最大的是殼質量 (0.646)，其次是殼長(0.564)，最小的是殼寬 (0.458)。根據偏回歸系數和t檢驗的分析結果 (表3)，殼高、殼長、殼寬、殼質量等4 個性狀對活體質量達到極顯著影響 (P<0.01)，剔除影響不顯著的性狀，對顯著的性狀進行共線性診斷，結果顯示殼體性狀間不存在共線性(VIF<10，表4)。其中殼寬對活體質量直接影響最大，通徑系數為0.362，而對軟體部質量達到極顯著影響的兩個性狀中，殼質量對軟體部質量影響最大，通徑系數為0.487，殼高為0.238 (表5 和表6)。

2.3 殼體性狀對體質量性狀的決定程度分析

西施舌殼體性狀對體質量性狀的決定系數見表7、表8，表中對角線上列出每個性狀單獨對體質量性狀的決定系數，對角線上方為兩兩性狀對體質量性狀的共同決定系數。其中單性狀殼寬對活體質量的決定系數為0.131，殼高通過殼寬對活體質量的共同決定系數最大 (0.151)。單性狀殼質量對軟體部質量的決定系數最大 (0.237)，殼高通過殼質量對軟體部質量的共同決定系數為0.155。此研究結果與通徑分析結果基本一致，在對活體質量進行選擇時應優先考慮殼寬性狀，同時加強對殼高的協同選擇。

2.4 自變量的篩選和多元回歸方程的建立

根據偏回歸系數和t檢驗的分析結果 (表3、表9)，剔除影響不顯著的性狀，殼高、殼長、殼寬、殼質量4 個性狀對活體質量達到極顯著的影響(P<0.01)，殼高和殼質量性狀對軟體部質量達到極顯著的影響 (P<0.01)，分別以活體質量和軟體部質量為因變量，采用逐步回歸分析的方法，得到西施舌殼形態性狀對體質量性狀的回歸方程：

表2 西施舌各性狀間的相關系數Table 2 Correlation coefficients among phenotypic traits of C.antiquata

表3 西施舌的多元回歸方程進行常數和偏回歸系數檢驗Table 3 Constants and partial regression coefficients in multiple regression equations of C.antiquata

表4 西施舌殼體性狀間的共線性分析Table 4 Collinearity diagnosis among independent variables of C.antiquata

表5 殼體性狀與體質量的通徑分析Table 5 Path analysis of shell traits on body mass of C.antiquata

表6 各形態性狀與軟體部質量的通徑分析Table 6 Path analysis of shell traits on visceral-mass mass of C.antiquata

表7 西施舌殼性狀對活體質量的決定系數Table 7 Determination coefficient of shell traits on body mass of C.antiquata

表8 西施舌殼性狀對軟體部質量的決定系數Table 8 Determination coefficient of shell traits on visceral-mass mass of C.antiquata

上述方程經回歸預測，估計值與實際觀測值差異不顯著，說明上述方程可應用于實際生產中。

表9 形態性狀對體質量性狀的多元回歸方差分析Table 9 Multivariate regression variance analysis of morphological traits to mass traits of C.antiquata

3 討論

利用通徑分析和多元回歸分析弄清形態性狀與質量性狀之間的關系對選擇育種具有非常重要的現實意義[23]。韓自強和李琪[24]對長牡蠣 (Crassostrea gigas) 殼橙品系進行通徑和多元回歸分析，找出了影響體質量的主要形態性狀，為其橙色品系下一步育種策略的制定提供參考依據。魏海軍等[25]對棕帶仙女蛤 (Callista erycina) 野生群體進行通徑分析，找出了影響其體質量的主要形態性狀，為棕帶仙女蛤資源改良和選育提供了指導和借鑒。梁健等[26]對不同地理群體菲律賓蛤仔 (Ruditapes philippinarum) 表型性狀進行了相關性及通徑分析，為不同地理群體的菲律賓蛤仔選育提供參考依據。西施舌是一種可食用的經濟貝類，在養殖和育種過程中體質量是生產性能的直接反應，然而在選育過程中，體質量測量難度大且不準確，因此，找出殼體性狀與體質量性狀的關系對制定合適的選育指標和育種策略具有重要的指導意義。

變異系數是衡量資料離散程度簡單而有用的統計指標，變異系數的單位相同，因此可以在不同性狀之間進行比較。性狀的變異系數越大，表明對應指標可供選擇的潛力越大。一般在進行參數的統計分析時，數據的變異系數達到15%以上，則要考慮數據可能不正常[15]。本研究中西施舌的質量性狀的變異系數介于13.44%～17.45%，大于其形態性狀(4.41%～6.06%)，其中軟體部質量變異系數最大(17.45%)。在其他貝類性狀的相關性研究中，野生群體黃邊糙鳥蛤 (Trachycardium flavum) 軟體質量變異系數為31.16%，其次是活體質量 (25.94%)[27]。野生四角蛤蜊 (Mactra veneriformis) 軟體部質量變異系數為24.54%，其次是活體質量 (23.97%)[28]。養殖華貴櫛孔扇貝 (Chlamys nobilis) 1 齡閉殼肌變異系數為24.01%，其次是活體質量 (17.00%)[29]。野生大珠母貝 (Pinctada maxima) 殼質量變異系數為41.80%，其次是活體質量 (37.90%)[30]。在上述貝類中軟體部質量、殼質量的變異系數大于活體質量，且數值較高。貝類的質量性狀如軟體部質量受實驗對象的種類、貝齡、性腺發育周期、營養等多種因素的影響，所以認為在貝類質量性狀中變異系數數值大于15%為常態。

在蛤蜊科其他貝類的相關性研究中，中國蛤蜊(M.chinensis) 形態性狀間的相關性系數為0.703～0.862，與體質量性狀的相關性系數為0.688～0.806[31]；四角蛤蜊形態性狀間的相關性系數為0.770～0.859，與體質量性狀的相關性系數為0.764～0.913[28]；施氏獺蛤 (Lutraria sieboldii) 的殼體性狀之間的相關系數為0.390～0.771，與體質量的相關系數為0.450～0.879[15]；本研究中西施舌的殼形態性狀間的相關系數為0.494～0.856，與體質量的相關系數為0.589～0.831，比較發現西施舌野生群體的殼性狀間的相關系數與中國蛤蜊相近，略低于四角蛤蜊，殼體性狀與體質量的相關系數與施氏獺蛤相近。數量性狀間的相關程度可能與生長環境、生長階段和遺傳等因素有關，但上述貝類中形態性狀與體質量性狀相關程度均達到極顯著水平 (P<0.01)，表明相關分析具有實際意義。

為了建立西施舌殼體性狀對體質量性狀的回歸方程，對6 個殼體性狀進行共線性診斷，殼體性狀方差膨脹因子為2.232～4.612，均小于10，既共線性不明顯，無需剔除。但根據偏回歸系數顯著性檢驗的結果，剔除前緣長、后緣長等對體質量性狀影響不顯著的性狀。田瑩等[32]根據偏回歸系數檢驗結果，在對布氏蚶 (Arca boucardi) 體質量的多元回歸時，剔除了裂口長和裂口高2 個偏回歸系數不顯著的性狀；張偉杰等[33]對日本鏡蛤 (Dosinia japonica) 進行共線性診斷時，剔除了殼長和殼高2 個與自變量嚴重共線性性狀。本研究西施舌殼體性狀對活體質量和軟體部質量的相關指數分別為0.806 和0.448，與總決定系數近似值相等 (R2<0.850)，說明除了本實驗測量的殼體性狀外，還有其他對西施舌質量性狀影響較大的因素尚未考慮到，在其他雙殼貝類研究中也有類似結果。在進行體質量性狀測量時，由于測量前后順序導致不同個體體內水分含量有差異，可能影響質量性狀的準確測定，除此之外可能還有其他沒有測量到的殼體性狀，這些因素都可能會影響多元線性回歸分析的結果。

根據通徑分析、多元回歸分析、決定程度的分析結果，殼長、殼高、殼寬、殼質量對活體質量影響顯著，其中殼寬對活體質量直接作用最大，通徑系數為0.362，殼高通過殼寬對活體質量間接通徑系數最大 (0.266)；殼高和殼質量對軟體部質量影響顯著，其中殼質量對軟體部質量的直接作用最大，通徑系數為0.487。在對毛蚶 (Scapharca subcrenata) 相關研究中，殼寬是體質量的主要影響因子，直接作用為0.505[34]；在對長牡蠣的相關研究中，殼高是影響活體質量最主要的因素，通徑系數為0.477[24]；在對菲律賓蛤仔橙色品系相關性研究中，殼寬和殼長分別是影響活體質量和軟體部質量的主要因素[35]。綜上所述，不同貝類中影響體質量性狀的主要殼體性狀不同，這可能與不同貝類的形態特征、生活習性、不同生長階段等因素有關。在進行西施舌的親本選擇時，以體質量為選擇目標時，應首先以容易測量的殼寬為首要選擇的性狀，同時加強殼高的協同選擇。