克氏原螯蝦形態性狀、體質量與懷卵量的通徑分析

陳 靜，何吉祥，黃 龍，吳本麗，陳夏君，吳倉倉，汪 翔，武 松

(安徽省農業科學院水產研究所/水產增養殖安徽省重點實驗室，安徽合肥 230031)

克氏原螯蝦(Procambarus clarkii)俗稱小龍蝦，隸屬甲殼綱(Crustacea) 十足目(Decapoda) 螯蝦科(Cambaridae)原螯蝦屬(Procambams)，原產地為美國的南部和墨西哥的北部[1]。因其獨特的風味、較高的商品價值和營養價值，深受人們的喜愛，消費市場持續擴大，人工養殖發展迅猛，已成為我國水產業產量最高的甲殼類水產動物之一[2-4]。《中國小龍蝦產業發展報告（2023）》顯示，2022 年，我國小龍蝦養殖面積1 866 667 hm2，產量289.07 萬t，同比分別增長7.69%和9.76%[4]。然而，目前克氏原螯蝦種業的基礎研究與技術研發嚴重滯后于產業發展，在人工繁殖和人工育苗時存在抱卵和懷卵量小、孵化率低等問題，導致優良苗種供給能力嚴重不足，制約了克氏原螯蝦的產業發展[5]。

研究克氏原螯蝦的繁殖生物學，以及對克氏原螯蝦進行繁育相關性狀的選擇育種是有效解決克氏原螯蝦人工繁育的方法之一。懷卵量是克氏原螯蝦重要的繁殖性狀，是其繁殖力的主要體現，在克氏原螯蝦繁育過程中，其個體繁育力的大小尚未建立具體的量化標準，往往根據其規格的大小估計其懷卵量，缺少科學的量化指標。雖然生物體繁殖力的大小一般無法進行直觀的判斷，但可以通過其他直觀性和可度量的性狀，研究他們與繁殖性狀的相關性，篩選出與生物體的繁殖性狀關聯性大的性狀，從而間接地對繁殖力進行評估，更好地輔助選育工作[6]。目前鮮見關于克氏原螯蝦數量性狀與懷卵量的相關性研究，本文在克氏原螯蝦的繁殖階段，隨機抽取性成熟的雌性克氏原螯蝦，分析其形態性狀、體質量對懷卵性狀的影響，以期為輔助克氏原螯蝦的親本選擇、懷卵量的科學預測提供參考依據，進而提高克氏原螯蝦的人工育苗技術。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用克氏原螯蝦為稻田養殖群體，來源于安徽光世農業科技有限公司，均發育成熟、形態完整且活力良好，隨機取60 尾卵巢發育至后期的性成熟雌蝦（卵粒茶色或棕黑色）。

1.2 各性狀測量方法

用游標卡尺測量每尾性成熟克氏原螯蝦的體長(X1)、螯長(X2)、額劍長(X3)、頭胸甲長(X4)、頭胸甲寬(X5)、頭胸甲高(X6)、腹部寬(X7)、腹部長(X8)、尾節長(X9)、尾扇長(X10)，測量精度為0.01 mm，具體測量方法參考彭波等[7]的方法。用濾紙擦干體表水分，然后用電子天平稱體質量(X11)，精度為0.01 g。手工法輕輕剝離全部卵塊，放入分散液中使其散開，然后利用體視顯微鏡全部計數每尾蝦的懷卵量(Y1)，并計算相對懷卵量(Y2)，相對懷卵量的計算公式為

1.3 數據分析方法

用Excel 2019 軟件分析性成熟雌性克氏原螯蝦各性狀測量數據，得到其平均值、標準差、變異系數。用SPSS 22.0軟件對懷卵量數據進行正態性檢驗，對各數量性狀進行相關性分析，并采用多元逐步回歸方法構建方程，剔除對懷卵量不顯著的可度量性狀，然后對顯著的性狀進行通徑分析，計算決定系數[6]。具體數據計算參考杜家菊等[8]的方法。

2 結果與分析

2.1 數量性狀的描述統計

性成熟雌性克氏原螯蝦各性狀平均值、標準差和變異系數如表1，克氏原螯蝦懷卵量(Y1)、相對懷卵量(Y2)分別為462.02 粒、14.23 粒，其變異系數分別為28.30%、12.04%。

表1 性成熟雌性克氏原螯蝦各性狀參數統計

2.2 相關性分析

性成熟雌性克氏原螯蝦各數量性狀間的相關性分析如表2。除相對懷卵量外，各數量性狀間的相關性均為正相關且達到了統計學意義(p＜0.01)，其中頭胸甲寬(X5)與體質量(X11)的相關性最強，相關系數達到0.957。各性狀與懷卵量(Y1)的相關系數為0.558～0.897，其中與懷卵量相關性最大的為體質量(X11)，為0.897，其次為頭胸甲寬(X5)。

表2 性成熟雌性克氏原螯蝦各數量性狀間的相關系數

2.3 多元回歸分析

以克氏原螯蝦的懷卵量為因變量，其形態性狀和體質量為自變量，進行逐步回歸分析，建立的克氏原螯蝦形態性狀、體質量與其懷卵量的最優回歸方程為

經F 檢驗，方程的顯著性達到了統計學意義(p＜0.01)，表明建立的回歸方程成立。方程回歸系數檢驗見表3，其截距和回歸系數均達到了統計學意義(p＜0.05)，表明方程的頭胸甲寬(X5)、體質量(X11)、尾扇長(X10)和懷卵量(Y1)之間為顯著的線性關系。

表3 克氏原螯蝦測量性狀與懷卵量偏回歸系數的顯著性檢驗

2.4 通徑分析

克氏原螯蝦各性狀對懷卵量(Y1)的通徑分析結果見表4，對懷卵量直接作用最大的是頭胸甲寬(X5)，直接通徑系數為0.624，其次是體質量(X11)。克氏原螯蝦各性狀對懷卵量的間接影響均大于直接作用，頭胸甲寬(X5)通過體質量(X11)對懷卵量的間接影響最大，間接通徑系數為0.597。

表4 克氏原螯蝦主要性狀對懷卵量的通徑分析

2.5 決定系數

克氏原螯蝦形態性狀、體質量對其懷卵量的決定系數見表5，對懷卵量決定程度最高的是頭胸甲寬(X5)，決定系數為0.389，其次是體質量(X11)，決定系數為0.308；克氏原螯蝦的頭胸甲寬和體質量對懷卵量的共同決定程度最大，決定系數達到了0.663。

表5 克氏原螯蝦主要性狀對懷卵量的決定系數分析

3 討論與結論

3.1 影響克氏原螯蝦懷卵量的主要性狀的確定

相關分析表明，除相對懷卵量外，克氏原螯蝦各形態性狀、體質量與懷卵量之間的相關性均為正相關，且達到統計學意義(p＜0.01)，說明克氏原螯蝦各形態性狀和體質量對懷卵量均產生了一定程度的影響，且隨著個體規格增大其懷卵量有增加的趨勢。這與紅螯螯蝦[9]、青蝦[10]、中國對蝦[11]等蝦類的個體大小與懷卵量相關性研究的結果類似，即同一種類較大的親體通常具有較高的懷卵量，懷卵量與其個體規格呈正相關。

單一的相關分析只能簡單得出兩個變量間的相關系數，在有多變量的情況下，則不能夠完全反映出變量之間的真實相關程度，因為其中可能含有其他變量帶來的間接影響或效應[12]，而通徑分析可以將因變量和自變量之間的相關程度拆分成直接影響和間接影響，進而找到影響因變量的最主要的自變量[6,13]。本研究通過通徑分析和決定系數分析，得出頭胸甲寬為影響克氏原螯蝦懷卵量直接作用和決定程度最大的性狀，其次為體質量，表明克氏原螯蝦的頭胸甲寬和體質量是影響其懷卵量的兩個主要性狀。王志錚等在研究日本沼蝦的表型性狀對其個體繁殖力影響效應時指出，在繁殖時期，蝦類頭胸部的表型性狀可以決定其營養的利用和轉化效率，進而對個體的繁殖力產生影響[14]。這是因為蝦類的頭胸部在其生命代謝活動中具有十分重要的作用，是其攝食、感覺、消化和排泄等的中心，這也可能是本研究中克氏原螯蝦頭胸甲寬是影響懷卵量主要性狀的原因之一。

相關指數(R2)表示利用回歸方程進行預測的可靠程度，當R2≥0.85 時說明影響因變量的主要自變量已經成功找出[15]。在本研究中，所建立的克氏原螯蝦形態性狀、體質量與懷卵量的回歸方程的相關指數為0.854，略大于0.85，說明其余沒有測量的或去除的性狀影響較小，保留的頭胸甲寬、體質量和尾扇長是影響克氏原螯蝦懷卵量的主要性狀。另外，逐步回歸方程的回歸系數檢驗和回歸方差分析均達到了統計學意義，進一步驗證了方程的可靠性[6]，說明方程中的頭胸甲寬、體質量和尾扇長可以作為影響克氏原螯蝦懷卵量的主要因素。

3.2 對人工繁育和選擇育種的指導意義

本研究為了消除環境等因素對懷卵量的影響，克氏原螯蝦的養殖環境及投喂飼料均是相同的，說明大規格克氏原螯蝦懷卵量高于小規格的可能原因是遺傳因素決定的。在水產動物的遺傳育種中，性狀的變異程度常常作為人工選擇的重要參考依據，變異程度越大的性狀，其選擇潛力也越大[16-17]。通過比較克氏原螯蝦各形態性狀、體質量和懷卵量的變異程度，發現懷卵量的變異系數高于其他數量性狀，表明懷卵量具有較大的人工選擇潛力，在克氏原螯蝦的良種選擇和人工繁育過程中，可作為選擇的指標。

克氏原螯蝦的懷卵量可以決定抱卵量、孵化量、出苗量和苗質量，影響其人工繁殖的產出和效率，摸清克氏原螯蝦的懷卵量對選擇育種和指導實際生產有非常重要的意義，但是由于懷卵量不易直接測量，只能進行間接選擇，普遍采用的方法是建立懷卵量與形態參數的數學關系式，而后測量相應的形態參數便可以計算出其懷卵量[18]。在本研究中，通徑分析和決定系數分析的結果一致，認為在克氏原螯蝦選擇育種中，為提高懷卵量，應以頭胸甲寬、體質量和尾扇長作為目標性狀進行選擇，也可以根據建立的逐步回歸方程來預測克氏原螯蝦的懷卵量。

克氏原螯蝦作為我國養殖產量最高的甲殼類之一，具有重要的價值，但與其他蝦類相比，克氏原螯蝦的絕對懷卵量和體質量相對懷卵量較小[19]，范忠剛等[20]研究發現羅氏沼蝦的懷卵量為25 740粒/尾，體質量相對懷卵量為976.2粒·g-1；中國對蝦的個體平均懷卵量為1 074 323粒，平均體質量相對懷卵量為12 115粒·g-1[11]；日本沼蝦的體質量相對懷卵量在600～700 粒·g-1之間[21]，而克氏原螯蝦的懷卵量僅約有100～1 500 粒，體質量相對懷卵量約為8～35 粒/尾[19,22-25]，所以提高克氏原螯蝦懷卵量、抱卵率和孵化率顯得尤其重要。另外，影響克氏原螯蝦懷卵量和性腺發育的因素很多，除了親本規格外，還有生態環境中的物理因子（溫度、光照、水位等）、親本的營養狀況及親本來源等[26-28]，因此在克氏原螯蝦親本培育過程中，除了選擇體質量大、頭胸甲寬的雌蝦進行育苗外，還應提供適宜的生態環境和豐富優質的營養，這樣才有利于提高克氏原螯蝦的繁殖能力和苗種的生產能力。