杨育凯，虞 为，林黑着，舒 琥，黄小林，李 涛，黄 忠，荀鹏伟

（1.中国水产科学研究院南海水产研究所//农业农村部南海渔业资源开发利用重点实验室//广东省渔业生态环境重点实验室，广东 广州 510300;2.中国水产科学研究院南海水产研究所深圳试验基地，广东 深圳 518121;3.广州大学生命科学学院，广东 广州 510006；4.上海海洋大学水产与生命学院，上海 201506）

在动物选择育种过程中，体质量具有直观性和可度量性，常被作为最直接的目标性状，但对于生活在水中的鱼类而言，体质量容易受到外界因素（如体表残留水分、肠道饲料残留）影响，导致误差较大[1]。由于形态性状与体质量具有相关性，实践中常运用数理统计的方法分析形态性状与体质量的关系，并以此开展辅助选育，从而达到提高育种效果的目的。目前运用较为普遍的统计方法包括相关分析、灰色关联度分析、多元回归分析及通径分析等，相关研究也已在鱼、虾、蟹、贝等多种水产经济动物中开展[2-5]。开展鱼类遗传育种研究时，为提高准确性，选种工作一般在成体时进行，过早选择幼鱼基因型尚未充分表达，容易造成选种错误；但成体选育往往带来巨大的养殖困难和过多的经济投入，特别是对于生殖周期较长的品种。实际生产时一般会在夏花、一龄鱼种、后备亲鱼和产卵亲鱼等关键时期开展阶段式的选择，保留优良个体繁殖后代，这样既能达到选育效果又能降低养殖成本和风险，如兴国红鲤(Cyprinus carpiovar.singuonensis)的选育过程[6]。鉴于此，诸多学者在鱼类生长发育早期即开展形态性状与体质量的相关性研究。在对黑鲷（Sparus macrocephalus）[7]、卵形鲳鲹（Trachinotus ovatus）[8]、翘嘴鳜（Sinipercachuatsi）[9]、唇䱻（Hemibarbus labeo）[10]等早期幼鱼的研究中，其体质量变异系数均达到20%以上，规格差异较大；分析这些差异除了受遗传因素影响外，还与母体卵规格和质量等因素有关。因此进行鱼类阶段式选育时，为同时提高选择准确性和留种率，幼鱼期往往以较大的选择强度来降低入选率，成鱼期则相反。

花鲈（Lateolabrax maculatus）俗称海鲈、七星鲈、寨花等，属鲈形目（Perciformes）鮨科（Serranidae）花鲈属（Lateolabrax），广泛分布于中国、朝鲜半岛及日本沿海。花鲈肉质鲜美、营养丰富，生长速度快、环境适应性强，是我国重要的养殖经济鱼类之一，2019年全国海水养殖产量达到18.02万t[11]。随着产量逐年的提升和养殖规模的不断扩大，优质苗种供应成为广大养殖户的迫切需求，开展花鲈良种选育工作已是大势所趋。目前关于花鲈遗传育种的系统研究尚未见报道，现有花鲈品种表现为：南北花鲈种群混杂，没有进行定向选育，尚未建立科学育种技术，导致花鲈生长和抗病性能下降[12]。花鲈生殖周期为4 a，采用传统选择育种技术需要10 a以上才能取得显著遗传进展，为了提高育种效率，除了利用基因组学信息、分子标记辅助选育等手段外，早期的鱼种遴选工作尤为重要。胡彦波等[13]研究了2龄花鲈鱼形态形状对体质量的影响，指出其所选指标不一定同时适用于花鲈发育的全部时期，具体仍需要进一步的验证。花鲈从受精卵培育至大规格商品苗种一般需要2个月时间，之后即可“出苗”转向池塘、网箱养殖及后续亲本的培育。本研究选择2月龄此关键时期开展花鲈形态性状与体质量相关性及通径分析，旨在指导其早期幼鱼的育种选择，为花鲈形态学研究提供参考数据。

1 材料和方法

1.1 实验材料

实验用2月龄花鲈来自福建省漳州市漳浦县融兴水产育苗场。2018年9月，从当地养殖网箱挑选84尾4龄以上、体格健壮、无伤无病、性腺发育良好的个体进行室内营养强化，待性腺发育成熟后群体注射激素使其自然产卵，取同一批受精卵，在相同条件下进行孵化和池塘苗种培育。随机抽取500尾进行实验测定，测定前停饲1 d。

1.2 性状测定

使用质量浓度为50～60 mg/L的丁香酚麻醉实验鱼，用干纱布和滤纸吸干体表水分，然后按照GB 18654.3-2008养殖鱼类种质检验第3部分[14]规定，用精确度为0.01 mm游标卡尺逐尾测量鱼体的10个形态性状，包括全长（X1）、体长（X2）、体高（X3）、头长（X4）、头高（X5）、躯干长（X6）、吻长（X7）、眼径（X8）、尾柄长（X9）和尾柄高（X10）；用精确度为0.01 g的电子天平准确测量体质量（Y）。

1.3 统计分析

利用SPSS 17.0软件对各形态性状和体质量进行描述性统计、相关分析和多元回归分析，得到相关系数、通径系数和决定系数；多元回归分析得到的偏回归系数即为通径系数，决定系数利用相关系数和通径系数计算求得。采用Pearson法对各性状进行表型相关分析，在此基础上运用逐步引入-剔除法剔除偏回归系数不显著的形态性状，建立偏回归系数检验显著的性状与体质量的多元回归方程，并对方程进行拟合度检验。参考杜家菊等[15]的研究方法开展通径分析，研究各形态性状对体质量的直接作用（通径系数）和间接作用（间接通径系数）。相关计算公式如下：

2 结果

2.1 2月龄花鲈主要性状的描述性统计

所测2月龄花鲈样本容量为n=500，经Kolmogorov-Smirnov Test检验，体质量数据服从正态分布（P＞0.05），可用于后续回归分析（表1）。

表1 2月龄花鲈主要性状的描述性统计Table 1 The descriptive statistics of main traits of two-month-old Lateolabrax maculatus（n=500）

10个主要性状的标准差均较小，表明本次随 机采集的样本各参数对总体的估计可靠性较高。表型参数的变异系数范范围9.21%～26.97%，其中体质量的变异系数最大（26.97%），说明该性状具有较大的选择潜力，可以作为花鲈早期选育的重要目标性状，而头长等变异系数较小的性状在选择时则可忽略。

2.2 2月龄花鲈主要性状间的相关性分析

如表2所示，各形态性状间及形态性状与体质量间的相关性均达到极显著水平（P＜0.01），其中体高和体质量间的相关系数最大，为0.952，眼径和体质量间的相关系数最小，为0.184。各形态性状与体质量间的相关系数大小排序依次为：体高＞全长＞头高＞体长＞头长＞躯干长＞尾柄高＞尾柄长＞吻长＞眼径。

表2 2月龄花鲈主要性状间的相关系数Table 2 Correlation coefficient of main traits of two-month-old Lateolabrax maculatus

2.3 2月龄花鲈形态性状对体质量的通径分析

通径分析结果见表3。经显著性检验，体高、全长、眼径、躯干长、吻长、体长等6个形态学指标对体质量的通径系数（直接作用）达极显著水平（P＜0.01），予以保留，其余通径系数不显著的性状被剔除。上述6个形态性状对体质量的直接作用大小排序依次为：体高＞全长＞躯干长＞体长＞吻长＞眼径，其中只有体高的直接作用（0.569）大于间接作用（0.383），而眼径的直接作用为负值（-0.097）。分析间接作用总和，体长对体质量的间接作用最大（0.778），眼径的间接作用最小（0.282）。在相互作用中，根据通径分析原理，由于眼径对体质量是负影响作用，所以当其它性状通过其作用于体质量时均显示负值；除眼径外，其余4个性状通过体高对体质量的间接作用均较大（0.271～0.499）。综上可以判定2月龄花鲈各形态学指标中，体高为体质量的主要影响因子。此外，表中各形态性状对体质量的方差膨胀因子（variance inflation factor，VIF）数值均小于经验值10，表明各形态性状直接和间接作用的估计、回归模型的构建均无共线性的影响，分析结果是准确可靠的。

表3 2月龄花鲈各形态性状对体质量的通径分析Table 3 Path analysis of the morphometric traits on body weight of two-month-old Lateolabrax maculatus

2.4 2月龄花鲈形态性状对体质量的决定系数

各形态性状对体质量的决定系数见表4。其中，体高对体质量的单独决定系数为0.324，远远高于其它单个性状；吻长的单独决定系数最小，为0.003。在共同决定系数中，全长和体高对体质量的共同决定系数最大（0.287），眼径和体高的共同决定系数最小（-0.026）。体高、全长、眼径、躯干长、吻长、体长6个形态性状对体质量的总决定系数为0.947，剩余因子较小（e=0.230），说明这6个性状为影响体质量的主要性状，剔除的其它性状影响较小。

2.5 2月龄花鲈形态性状与体质量的多元回归分析

以体质量为因变量，通过多元回归方法逐步引入体高、全长、眼径、躯干长、吻长、体长等6个偏回归系数显著的形态性状为自变量构建最优线性回归方程如下：=-1.468+1.314X3+0.160 X1-0.307X8+0.149X6+0.305X7+0.046X2（表5）。

表4 2月龄花鲈各形态性状对体质量的决定系数Table 4 Determination coefficient of the morphometric traits on body weight of two-month-old Lateolabrax maculatus

表5 模型汇总Table 5 The model summary

随着自变量逐步被引入，回归方程的复相关系数和决定系数均逐渐增加，同时标准估计误差逐渐降低，表明引入的自变量对因变量的作用在增加，回归模型的准确性也在不断增加，该方程拟合度较好（表5）。通过方差分析和偏回归系数的显著性检验，6个形态性状的偏回归系数差异性均达到极显著水平（P＜0.01），多元回归方程回归关系也达到极显著水平（F=1 451.449，P＜0.01），说明自变量对因变量存在显著性影响，具有统计学意义，自变量都应留在方程中；回归预测中，估计值与观测值差异不显著（P＞0.05），表明该回归方程可用于指导花鲈选育实际生产（表6、7）。

表6 回归方程的系数分析Table 6 Coefficient analysis of regression equation

表7 多元回归方程的方差分析Table 7 Analysis of variance of multiple regression equations

3 讨论

3.1 影响2月龄花鲈体质量的主要形态性状确定

在鱼类的选择育种中，生长性状的主要衡量指标为体质量，其次即为体长、体高等一些可测量的形态性状。本研究相关性分析结果表明，与2月龄花鲈体质量相关性最高的2个形态性状是体高和全长，相关系数均超过0.900。在表型相关分析的基础上，只有当总决定系数大于或等于0.850时，才能表明影响因变量的主要自变量已经找到；经多元回归分析，2月龄花鲈体高、全长、眼径、躯干长、吻长、体长等6个形态性状的总决定系数为0.947＞0.850，说明这6个性状为影响体质量的主要形态性状，可作为该阶段选育时重要测量指标。根据通径分析可知，6个形态性状对体质量的直接作用均达到极显著水平（P＜0.01），其中只有体高的直接作用大于其间接作用，形态性状对体质量的间接作用也主要是由其它性状通过体高产生的。因此在对早期花鲈进行选育时，除了对变异系数较大的体质量重点关注外，还应考虑体高这一形态性状，以保证亲本选择的有效性。这一结果与翘嘴鳜[9]、大鳞鲃（Barbus capito）[16]、吉富罗非鱼（Oreochromis niloticus）[17]等的研究结果一致，事实上在绝大部分鱼类中，体高和体长（或全长）都是影响体质量的最主要形态性状[18]。

3.2 分析方法的选择

在进行选择育种时，为增加准确性和可操作性，通常需要考虑目标性状以外的因素对选择结果的影响，通过合适的分析方法筛选出目标性状的关联形状参与辅助选择，可大幅提高选择效率。体质量往往被定为水产动物良种选育的主要目标性状，对体质量关联性状的分析和筛选通常采用相关性分析、回归分析和通径分析等方法。相关性分析在评价和预测目标性状的遗传参数估计值时发挥着重要作用，可以综合反映两两性状间的关系紧密程度[19]。本研究通过相关性分析发现，所选2月龄花鲈的10个形态性状与体质量相关系数均达到极显著水平（P＜0.01）。对生物进行表型性状和体质量的相关性分析，虽能揭示各个性状分别与体质量的线性关系，但无法区分形态性状对体质量的直接作用和通过其它形态性状对体质量的间接作用，同时各性状之间也可能存在共线性，因此仅依靠相关性分析并不能完全反映出各变量之间的真实关系。在实际应用中通常是以相关性分析为基础，进一步开展表型性状对体质量的多元回归和通径分析。多元回归分析可以排除共线性影响，筛选出对因变量具有显著预测作用的自变量，但由于偏回归系数带有单位，无法直接进行比较，需要对偏回归系数进行标准化处理，即进行通径分析。通径分析能将自变量和因变量之间的相关系数剖分为直接和间接作用，进一步找出对体质量影响的主要形态性状，如今已被广泛应用于物种的遗传选育工作中[20]。本研究采用多元回归逐步引入―剔除法剔除了4个对体质量影响不显著的形态性状，留下体高、全长、眼径、躯干长、吻长、体长等6个偏回归系数差异极显著（P＜0.01）的性状作为自变量，构建了与体质量的最优多元线性回归方程：=-1.468+1.314X3+0.160X1-0.307X8+0.149X6+0.305X7+0.046X2；通径分析得出，体高对体质量的直接作用和间接作用均较大，确定为体质量主要影响因子；共线性诊断发现，6个保留性状的方差膨胀因子均小于10，排除了回归模型中多重共线性问题，确保了通径分析结果可靠性。需要指出的是，多元回归、通径分析等数理统计方法的准确实施通常需要测量大量的原始数据（一般样本量需要是自变量的15倍以上），而对于统计数据较少、分布不规律的样本，采用灰色关联分析方法无疑是一个较好的选择，其可行性得到证实[21]。

3.3 影响鱼类形态性状的因素

由于环境条件和生活方式不同，鱼类演化形成了不同体形，大致可分为侧扁形、平扁形棍棒形和纺锤形。不同体形的鱼类，其影响体质量的形态性状也有差别：侧扁形鱼类如短吻鲾（Leiognathus brevirostris），影响其体质量的主要形态性状为体长、全长和吻长[22]；平扁形如半滑舌鳎（Cynoglossus semilaevis），体质量主要影响性状为体长、体高和体厚[23]；棍棒形如星康吉鳗（Conger myriaster），体质量主要影响性状为肛长和头宽[24]。本研究中花鲈体形呈纺锤形，与体质量相关性最大的形态性状为体高和全长，体高较高和全长较长的个体具有较大的几何空间，有利于蛋白质、脂肪等营养物质的积累贮存，相应体质量亦较大，这与实际生产经验也是一致的。生物体特别是鱼类等低等生物普遍存在异速生长现象，形态性状发育的不同步往往导致不同的生长阶段影响体质量的主要性状不同：12～15月龄许氏平鲉（Sebastes schlegeli）体质量的主要影响性状为体长和体高，但至18月龄时全长是主要影响性状[25]；6月龄大泷六线鱼（Hexagrammos otakii）体质量主要决定性状为体长和头长，18月龄为全长和体高[26]；在大黄鱼（Pseudosciaena crocea）的选育过程中，早期（13月龄）要注意体高和体长的挑选，而中期（20月龄）选种对体高、体长和全长均要考虑才能够保证选择效果[27]。本研究中2月龄花鲈体质量的主要影响性状为体高、全长等，与2龄成鱼体质量的主要影响性状体宽、头长、全长和尾柄高也有一些差异[13]。此外，性别、养殖环境等的不同也会造成形态性状的差异，例如雄性克氏原螯虾螯枝明显大于雌性；由于营养充足，养殖鱼类往往较野生鱼类肥满，在体形上则表现出偏短粗的现象。这些差异在花鲈中是否存在以及具体差异大小，有待进一步研究探明。

笔者也将持续开展后续不同月龄花鲈的相关分析研究，以期指导其养殖全过程的良种选育。另外，系统分析不同月龄花鲈形态性状与体质量的相关关系对于研究其异速生长模式也具有重要意义。

4 结论

2月龄花鲈全长、体长、体高、头长、头高、躯干长、吻长、眼径、尾柄长、尾柄高这10个形态性状与体质量的相关性均达到极显著水平。体高、全长、眼径、躯干长、吻长、体长等6个性状是影响2月龄花鲈体质量的主要形态性状，其中仅体高对体质量的直接作用大于间接作用，为影响体质量的核心变量。除体质量外，还须将体高作为辅助2月龄花鲈选择育种的目标性状。