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(1.北京市水产科学研究所暨国家淡水渔业工程技术研究中心，北京 100068；2.北京众林淡水养殖中心，北京 101399)

近年来，人类活动不断破坏野生动物的生存环境，野生龟类种群正在急剧减少。其中，闭壳龟类多数是一些形态特殊、外观漂亮的物种，食用、医用和观赏价值均较高，市场需求量大，以至于遭到大量滥捕[1]。黄缘闭壳龟Cuoraflavomarginata隶属于龟鳖目、龟科、闭壳龟属，是闭壳龟属中分布最广的种类[2-4]。随着黄缘闭壳龟温室养殖模式的兴起，其繁养殖规模逐年扩大,同时造成龟体免疫系统的发育滞后于生长发育，体型较大但未性成熟，导致该龟种质退化、畸形率高、饵料系数高等现象频发[5-6]，因此，解决黄缘闭壳龟的选择育种问题迫在眉睫。黄缘闭壳龟的体质量是选育过程中的主要选育性状，但在实际生产中仅选择体质量指标，易导致选种方法不全面、不准确[7]。研究表明，利用多元分析和主成分分析查清各性状对体质量影响程度的大小，通过形态性状辅助确定其体质量达到选种目的，具有极其重要的现实意义[8]。目前，相关分析、通径分析、多元回归分析和主成分分析已广泛应用于水产动物选育目标性状的确定，如鲤Cyprinuscarpio[8]、大西洋鲑Salmosalar[9]等。大多学者选取研究对象的某一生长阶段进行数量性状测量分析，但在选择育种中, 子代往往要经过多次筛选和留种[10], 因此, 研究不同生长阶段各数量性状间的相互关系, 针对性更强，对选择育种更具有实际指导意义。

目前，对黄缘闭壳龟的研究主要集中在种质资源[1，11-12]、种群遗传结构[13-14]、生物学特征与生长[15-18]、消化呼吸[19]、繁育孵化[20-21]、营养成分[22]、疾病防治[23]等方面，但有关黄缘闭壳龟形态性状和体质量关系的报道较少，黄斌等[24]仅采用主成分分析和聚类分析研究了华中和华南地区黄缘闭壳龟(平均体质量49.01 g)的形态学差异。在前者研究的基础上，本试验中采用相关分析、通径分析、主成分分析和多元回归分析方法，来确定影响1、2、3龄多种规格黄缘闭壳龟体质量的主要形态性状及其直接和间接影响效果，并获得不同年龄黄缘闭壳龟体质量的最优回归方程，旨在为黄缘闭壳龟不同年龄阶段的良种选育提供更多的参考资料。

1 材料与方法

1.1 材料

试验所用黄缘闭壳龟购自北京众林淡水养殖中心，系台湾黄缘闭壳龟，其摄食正常、活力强、无明显外伤、无异常行为、无明显临床症状[25]，随机选取1、2、3龄龟各120只，并进行分组。1龄组龟的体质量为14.06～28.18 g，2龄组龟的体质量为41.71～105.92 g，3龄组龟的体质量为294.32～656.57 g。其中3龄组中约50%的雄龟在测量后7个月时，即2018年春季有主动交配行为。雄龟背甲长而稍扁，背部拱起较高，顶部尖，尾较粗长；雌龟背甲厚，背部拱起较小，顶部钝，尾较短。本试验中所选受试龟覆盖了从稚龟到临近性成熟的3个阶段，时间上覆盖面较广。养殖温度为20.4～30.1 ℃，投喂人工配合饲料，日投喂量为体质量的0.5%～1.2%。

1.2 方法

用电子天平称量龟的体质量，精确到0.01 g。按照史海涛等[26]关于龟类的测量方法，用游标卡尺测量龟的背甲长、背甲宽、背甲高、甲桥斜高、腹甲长、腹甲宽、甲桥长、喉盾宽、肱盾宽、胸盾宽、股盾宽、肛盾宽、喉盾缝长、肱盾缝长、胸盾缝长、腹盾缝长、股盾缝长、肛盾缝长18个形态指标，精确到0.01 mm，具体测量指标详见图1。

注：1为背甲长；2为背甲宽；3为背甲高；4为甲桥斜高；5为腹甲长；6为腹甲宽；7为甲桥长；8为喉盾宽；9为肱盾宽；10为胸盾宽；11为股盾宽；12为肛盾宽；13为喉盾缝长；14为肱盾缝长；15为胸盾缝长；16为腹盾缝长；17为股盾缝长；18为肛盾缝长Note：1，carapace length；2，carapace width；3，carapace height；4，carapace bridge slant height；5，plastron length；6，plastron width；7，carapace bridge length；8，laryngeal shield width；9，humeral shield width；10，thoracic shield width；11，femoral shield width；12，rectal shield width；13，laryngeal shield seam length；14，humeral shield seam length；15，thoracic shield seam length；16，abdominal shield seam length；17，femoral shield seam length；18，rectal shield seam length图1 黄缘闭壳龟背甲和腹甲形态性状的测量图Fig.1 Illustration of morphological trait measurement of carapace and plastron in Chinese box turtle

1.3 数据处理

使用SPSS 16.0软件对试验数据进行统计分析，并进行通径分析和主成分分析。

1.3.1 通径分析 在杨贵强[7]分析方法的基础上有所改进，通过计算平均数、标准差和变异系数，获得体质量和表型性状的表型参数统计量，采用不同年龄组内相关法计算表型相关，获得相应的通径系数、决定系数[27-28]和多元回归方程。其中多元线性回归方程模型为Ym=β0+β1x1+β2x2+…+βkxk，式中，β0为常数项，β1、β2、…、βk为偏回归系数，x1、x2、…、xk为各偏回归系数对应的自变量，m为相应的1、2、3龄，Ym为相应年龄的体质量。

1.3.2 主成分分析 主成分分析是从方差—协方差矩阵出发进行分析，共获得19个测试指标中相关阵的特征值、累积贡献率及特征向量。为保留原多维空间的信息量和简化计算，根据选择k个较大特征值来满足主成分的累计贡献率大于85%的要求提取主成分，并分别计算各年龄组的主成分。

2 结果与分析

2.1 表型参数

不同年龄黄缘闭壳龟的体质量和各形态性状表型参数统计结果见表1。在本试验所测量的参数中，不同年龄的黄缘闭壳龟体质量的变异系数最大(19.20～21.52)，故其选择潜力最大；其次是甲桥斜高(17.10～19.80)，其他形态性状的变异系数范围均较小。19个测量参数除股盾宽、肛盾宽、腹盾缝长、股盾缝长外，3龄龟的其他形态性状的变异系数均大于1龄龟和2龄龟。

表1 黄缘闭壳龟19个所测性状的表型统计量Tab.1 The phenotypic statistics of 19 various characters in Chinese box turtle

2.2 体质量与各形态性状间的相关系数及体质量样本的正态性检验

不同年龄黄缘闭壳龟体质量和各形态性状两两之间的相关系数(Person相关系数)如表2所示。不同年龄黄缘闭壳龟各形态性状与体质量之间的相关系数绝大部分均达到了极显著水平(P<0.01)或显著水平(P<0.05)，因此，所选指标可以进行相关分析。本试验中所抽取3个样本体质量的柯尔莫果洛夫-斯米尔洛夫(Kolmogorov-Smirnov)检验的显著性值均大于0.05，因此，这3个样本均服从正态分布(表3)，体质量是正态变量，可以进行后续的多元回归分析。

2.3 不同年龄形态性状的主成分分析

3个不同年龄黄缘闭壳龟19个形态性状参数相关矩阵的特征值及累计贡献率见表4。根据选择k个较大特征值来满足主成分的累计贡献率大于85%的要求，1龄组提取5个主成分，累计贡献率达到87.746%，当提取3个主成分时能达到78.293%；2龄组提取4个主成分时累计贡献率达到85.101%，当提取3个主成分时能达到80.390%；3龄组提取6个主成分时累计贡献率达到87.600%，当提取3个主成分时达到71.786%。

为了便于比较，表5仅列举了3个主成分。本试验中所涉及的19个特征向量中，体质量称为增重因子，背甲长、背甲宽称为背甲增长因子，腹甲长、腹甲宽、甲桥长、喉盾宽、肱盾宽、胸盾宽、股盾宽、肛盾宽、喉盾缝长、肱盾缝长、胸盾缝长、腹盾缝长、股盾缝长、肛盾缝长称为腹甲增长因子，背甲高、甲桥斜高称为背高增长因子。其中增重因子体现各个组织器官的生长发育情况，背甲增长因子体现背甲生长情况，腹甲增长因子体现腹甲生长情况，背高增长因子体现龟体在背甲高方向上的生长情况，主要是指纯背甲高和甲桥斜高。

黄缘闭壳龟不同年龄组入选的主成分特征向量见表6，3种不同年龄组性状的第一主成分有异同。 1龄组龟性状的第一主成分中特征向量值较大的是体质量、背甲长、背甲宽、腹甲长、腹甲宽、甲桥长、肱盾宽、胸盾宽、股盾宽、肛盾宽、胸盾缝长、腹盾缝长，而且由相关系数可知，上述参数相关程度较高，分别属于增重因子、背甲增长因子、腹甲增长因子，主要体现幼龟的生长发育情况；2龄组龟性状的第一主成分中特征向量值较大的是体质量、腹甲长、腹甲宽、甲桥长、肱盾宽、胸盾宽、股盾宽、肛盾宽、腹盾缝长、肛盾缝长，分别属于增重因子、腹甲增长因子，主要体现幼龟体质量和腹甲的生长情况；3龄组龟性状的第一主成分中特征向量值较大的是腹甲长、腹甲宽、肱盾宽、胸盾宽、股盾宽、肛盾宽、胸盾缝长、腹盾缝长、肛盾缝长，均属于腹甲增长因子，主要体现幼龟腹甲的生长情况。3种不同年龄组性状的第二主成分也不同(表6)，1龄组龟性状的第二主成分中特征值较大的有背甲高、肱盾缝长，分别属于背高增长因子、腹甲增长因子， 反映龟体增高情况和腹甲生长情况；2龄组龟性状的第二主成分中特征值较大的有背甲长、背甲高、甲桥斜高，分别属于背甲增长因子、背高增长因子， 反映龟体背甲生长情况和增高情况；3龄组龟性状的第二主成分中特征值较大的有背甲长、背甲宽，均属于背甲增长因子， 反映龟体背甲生长情况。第三主成分也有所异同(表6)，相同的是3种不同年龄组性状第三主成分是背甲高、甲桥斜高，均集中体现龟体增高情况，不同的是1龄组龟体性状的第三主成分中特征值较大的还有肱盾缝长，属于腹甲增长因子，同时也反映了腹甲生长情况。

表2 黄缘闭壳龟体质量与各形态性状间的相关系数Tab.2 Correlation coefficients between body weight and the various characters in Chinese box turtle

注：*表示相同年龄不同性状间相关显著(P<0.05)；**表示相同年龄不同性状间相关极显著(P<0.01)

Note：*means significant correlations among different characters at the same year old (P<0.05);**means very significant correlations among different characters at the same year old (P<0.01)

表3 黄缘闭壳龟体质量样本的正态性检验结果Tab.3 Normal test of body weight samples in Chinese box turtle

表4不同年龄黄缘闭壳龟形态性状的特征值、贡献率和累计贡献率

Tab.4Eigenvalue,contributionrateandcumulativecontributionrateofmorphologicaltraitsinChineseboxturtlewithdifferentyearoldages

性状trait特征值 eigenvalue贡献率 contribution rate/%累计贡献率 cumulative contribution rate/%1龄1 year old2龄2 years old3龄3 years old1龄1 year old2龄2 years old3龄3 years old1龄1 year old2龄2 years old3龄3 years oldy11.753a11.498a10.001b61.856a60.514a52.638b61.856a52.638b52.638bx11.770a2.478b2.142c9.318a13.040b11.274c71.174a73.554a63.912bx21.353a1.299a1.496b7.120a6.836a7.874a78.293a80.390a71.786ax31.026a0.895b1.353c5.399a4.711a7.123b83.692a85.101a78.910ax40.770a0.780a0.962b4.054a4.105a5.062a87.746a89.205a83.972ax50.512a0.634b0.689bc2.697a3.334a3.627a90.444a92.540a87.600ax60.416a0.373a0.556b2.190a1.964a2.928b92.634a94.504a90.528ax70.345a0.325a0.449b1.818a1.710a2.364b94.452a96.214a92.891ax80.310a0.238b0.383c1.631a1.253a2.018a96.083a97.467a94.909ax90.229a0.152b0.273c1.205a0.801ab1.437ac97.289a98.268a96.346ax100.202a0.125a0.217ac1.064a0.657b1.143ac98.353a98.925a97.488ax110.106a0.089b0.181c0.558a0.466a0.951b98.911a99.391a98.439ax120.072a0.068a0.103b0.379a0.356a0.541a99.290a99.746a98.980ax130.063a0.021b0.068ac0.333a0.113b0.358ac99.623a99.859a99.338ax140.032a0.012b0.049c0.168a0.065a0.256a99.791a99.924a99.594ax150.022a0.007b0.037c0.118a0.037b0.196ac99.909a99.961a99.789ax160.011a0.006a0.026b0.059a0.034a0.137b99.968a99.995a99.926ax170.004a0.001a0.012a0.019a0.003a0.062b99.987a99.998a99.988ax180.002a0.000a0.002a0.013a0.002a0.012a100.000a100.000a100.000a

注：同行中标有不同字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同字母者表示组间无显著性差异(P>0.05)

Note:The means with different letters within the same line are significantly different among the groups at the 0.05 probability level, and the means with the same letters within the same column are not significant differences

表5 不同年龄组的黄缘闭壳龟体形态的主成分Tab.5 Principal componensts of Chinese box turtle with different ages

表6 不同年龄黄缘闭壳龟入选的主成分特征向量Tab.6 Principal component eigenvector of Chinese box turtle with different ages

2.4 各形态性状对体质量影响的通径系数

采用SPSS 16.0软件获得各年龄黄缘闭壳龟形态性状对体质量的通径系数(即直接作用)如表7所示。1龄组黄缘闭壳龟保留了相关性达到极显著水平的甲桥长和胸盾宽2个变量；2龄组黄缘闭壳龟保留了相关性达到极显著水平的肱盾宽、背甲长和腹盾缝长3个变量；3龄组黄缘闭壳龟保留了相关性达到极显著水平的肱盾宽、喉盾宽和腹甲长3个变量。通径系数能反映自变量对依变量的直接影响大小，由表7可知，1龄组黄缘闭壳龟形态性状中甲桥长对体质量的直接影响最大，2龄组和3龄组黄缘闭壳龟形态性状中均是肱盾宽对体质量的直接影响最大。

2.5 各形态性状与体质量相关系数的剖分

不同年龄黄缘闭壳龟各形态性状对体质量的作用程度不同(表7)。1龄组黄缘闭壳龟的体质量主要决定于甲桥长的直接作用和胸盾宽的间接作用；2龄组黄缘闭壳龟的体质量主要决定于肱盾宽和背甲长的直接作用，各形态性状的通径系数大小依次为肱盾宽、背甲长、腹盾缝长；3龄组黄缘闭壳龟的体质量主要决定于肱盾宽的直接作用和喉盾宽、腹甲长的间接作用。

表7 形态性状对体质量的影响Tab.7 Effects of the morphometric traits on body weight of Chinese box turtle

2.6 影响体质量的主要形态性状

单性状对体质量的决定程度：影响1龄组黄缘闭壳龟体质量的主要性状依次为甲桥长、胸盾宽；影响2龄组黄缘闭壳龟体质量的主要性状依次为肱盾宽、背甲长、腹盾缝长；影响3龄组黄缘闭壳龟体质量的主要性状依次为肱盾宽、腹甲长、喉盾宽(表8)。两两性状对体质量的决定程度：肱盾宽和腹盾缝长对2龄组黄缘闭壳龟体质量的影响程度最高，背甲长和腹盾缝长的影响程度最小；肱盾宽和腹甲长对3龄组黄缘闭壳龟体质量的影响程度最高，喉盾宽和腹甲长的影响程度最小。

表8形态性状对体质量的决定系数

Tab.8DeterminantcoefficientsofthemorphometrictraitsonbodyweightofChineseboxturtle

年龄year old性状trait决定系数determinant coefficient甲桥长x7胸盾宽x101甲桥长x70.4230.124胸盾宽x100.088肱盾宽x9背甲长x1腹盾缝长x16肱盾宽x90.6910.3760.4032背甲长x10.3880.341腹盾缝长x160.272肱盾宽x9喉盾宽x8腹甲长x5肱盾宽x91.4760.4030.4723喉盾宽x80.2600.388腹甲长x50.284

2.7 多元回归方程的建立及其回归分析

将获得的数据导入SPSS 16.0，逐步剔除对体质量影响不显著的形态性状，最后得到表型形态性状影响不同年龄组黄缘闭壳龟体质量的最优回归方程分别为：

yA=-21.193+13.874x7+4.834x10,

yB=-60.626+24.880x9+11.750x1-34.040x16

yC=223.604+145.260x9-153.201x8-33.241x5。

其中：yA、yB、yC分别为1、2、3龄组龟的体质量(g);x1、x5、x7、x8、x9、x10、x16分别为背甲长、腹甲长、甲桥长、喉盾宽、肱盾宽、胸盾宽、腹盾缝长(cm)。

从表9看见：1龄组黄缘闭壳龟2个自变量对体质量的复相关系数的误差概率P<0.01，说明甲桥长、胸盾宽是影响1龄组黄缘闭壳龟体质量的主要形态性状；2龄组黄缘闭壳龟3个自变量对体质量的复相关系数的误差概率P<0.01，说明所保留的肱盾宽、背甲长、腹盾缝长是影响2龄组黄缘闭壳龟体质量的主要形态性状；3龄组黄缘闭壳龟3个自变量对体质量的复相关系数的误差概率P<0.01，说明所保留的肱盾宽、喉盾宽、腹甲长是影响3龄组黄缘闭壳龟体质量的主要形态性状。经回归预测，估计值和实际值差异不显著(P>0.05)，这表明，研究获得的回归方程可以应用于本试验3个年龄黄缘闭壳龟选育的实际生产中。

表9形态性状与体质量的复相关分析

Tab.9Multiple-correlationsbetweenmorphometrictraitsandbodyweight

年龄year old自变量个数number of variable复相关系数multiple correlation coefficient R2校正相关系数adjusted R2估计标准误standard error estimated12(甲桥长、胸盾宽)0.782**0.7622.42123(肱盾宽、背甲长、腹盾缝长)0.804**0.7695.56033(肱盾宽、喉盾宽、腹甲长)0.355**0.30177.572

注: **表示极显著相关(P<0.01)

Note: **means very significant correlation(P<0.01)

3 讨论

3.1 黄缘闭壳龟体质量和形态性状的变化

在所选取的测定指标中，不同年龄的黄缘闭壳龟体质量的变异系数最高，这与对梭鱼Lizahaematocheila[10]和哲罗鲑Huchotaimen[7]的研究结果相一致。许多专家认为，物种的体质量变异系数较高，其生长基因多样性水平也较高，同时该物种的选择育种潜力则较大，可通过选择育种选育出相应的优良品种[10]。

通径分析可以在多元回归分析的基础上扩展，分析自变量间的相互关系及其对因变量的协同作用关系，并可逐步剔除不显著的自变量，建立准确的多元线性回归方程。本研究中通过逐步回归分析方法，剔除标准化系数不显著的形态性状，研究结果显示，不同年龄组黄缘闭壳龟各阶段的生长发育表现为不同部位形态性状的增长和体质量的增加。1龄组黄缘闭壳龟甲桥长的通径系数较大，胸盾宽对体质量的间接通径系数较大，甲桥长系背甲和腹甲结合部位的长度，表现为1龄龟包括背甲和腹甲在内的各个组织器官的快速生长发育；由于甲桥长的通径系数高于胸盾宽，这说明龟体在呈现双向全面生长的同时侧重纵向生长。2龄组龟的肱盾宽和背甲长对体质量直接作用较大，肱盾宽的通径系数高于背甲长，这说明2龄组龟的生长处于营养物质积累阶段，呈现侧重横向生长同时兼顾双向全面生长，此阶段的龟对于恶劣环境的抵抗力和疾病的免疫力均得到了提高，其成活率较高。3龄组龟的肱盾宽对体质量直接作用较大，腹甲长和喉盾宽的通径系数为负数，与体质量负相关，这说明3龄组龟直接呈现横向生长；根据此阶段雄龟已有主动交配的行为，推测有可能是性腺发育造成的，这一研究结果与对36月龄哲罗鲑Huchotaimen[7]的研究结果相一致。

3.2 主成分分析

本研究中共选取了18个形态性状，且有的性状之间有一定的相关关系，这就使得统计分析过程变得复杂。主成分分析[29]是设法将原来众多具有一定相关性的分散指标，重新组合成一组新的互相无关的综合指标来代替原来的指标，而这些新综合指标尽可能保持原有分散指标的信息，便于更加简便、直观地开展分析工作。本研究中第一主成分分析结果与对中华鳖Trionyxsinensi[30]的第一主成分分析结果相类似，均反映不同年龄阶段体型的生长特征，其中1龄龟优先表现出增重、背甲增长、腹甲增长，即包括背甲和腹甲在内的各个组织器官在此阶段得到快速生长发育；2龄龟优先表现出增重、腹甲增长，即各个组织器官在此阶段生长发育的同时侧重横向生长；3龄龟优先表现出腹甲增长，即该阶段龟体以积累营养和促进性腺发育为主。上述分析与通径分析中通径系数最高的性状出现顺序(甲桥长→肱盾宽→肱盾宽)相一致，同时也与“3.1”节中通径分析的1、2、3龄黄缘闭壳龟的生长发育情况相一致。

3.3 影响黄缘闭壳龟体质量的主要形态性状的确定

本研究中1龄组黄缘闭壳龟的复相关系数表明，甲桥长和胸盾宽是影响其体质量的主要性状；2龄组黄缘闭壳龟的复相关系数表明，肱盾宽、背甲长和腹盾缝长是影响其体质量的主要性状；3龄组黄缘闭壳龟的复相关系数表明，肱盾宽、喉盾宽和腹甲长是影响其体质量的主要性状。甲桥长系背甲、腹甲结合部位的长度，从龟体构造上来说，甲桥长与背甲长、腹甲长的相关程度较高；在3个年龄组中，重复出现且相关程度较高的肱盾宽、背甲长、腹甲长和甲桥长是影响1、2、3龄黄缘闭壳龟体质量的主要性状。本试验中随着黄缘闭壳龟年龄的增长，影响该龟体质量的主要形态性状也会改变。这与马晓等[31]对中华鳖的研究结果相类似，同时这也符合鱼类等其他水产动物的特征，在不同的生长阶段其形态性状对体质量的影响会有所差异[32]。