5個不同產(chǎn)地克氏原螯蝦形態(tài)差異分析

5個不同產(chǎn)地克氏原螯蝦形態(tài)差異分析

元寶蝦和元寶蝦通常被稱為小龍蝦，具有美麗的肉質(zhì)和豐富的營養(yǎng)。它是中國重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品(。關(guān)于種群鑒定,基于形態(tài)學(xué)及遺傳多樣性的研究手段是常用的兩種方法。形態(tài)學(xué)研究以傳統(tǒng)形態(tài)測量法為主(傳統(tǒng)形態(tài)測量法具有線性距離的同源性、具有相同距離數(shù)據(jù)的不同形態(tài)等問題(1材料和方法1.1實(shí)驗(yàn)材料本研究選取上海、江蘇、江西、河南、湖北5個不同群體克氏原螯蝦,每個群體選取規(guī)格相近雌雄各10尾進(jìn)行形態(tài)學(xué)研究,群體詳細(xì)信息見表1。1.2圖像處理和圖像采集將所采集到的克氏原螯蝦進(jìn)行形態(tài)固定,利用相機(jī)獲取其圖像。樣本與相機(jī)應(yīng)保持垂直平行,樣本方向,相機(jī)方位等均應(yīng)保持一致(1.3實(shí)驗(yàn)方法1.3.1傳統(tǒng)形態(tài)聚類分析運(yùn)用tpsDig32軟件測量每尾蝦的全長(totallength)、體長(bodylength)、頭胸甲長(carapacelength)、腹部長(lengthofabdomen)、頭胸甲寬(carapacewidth)、腹部寬(segmentheight)、尾扇長(lengthoftail-fan)(圖1),測量標(biāo)準(zhǔn)參考求出10項(xiàng)形態(tài)比例參數(shù)的平均值,采用歐式距離系統(tǒng)聚類法對這些平均值進(jìn)行聚類分析;將數(shù)據(jù)進(jìn)行校正,對5個不同產(chǎn)地克氏原螯蝦群體形態(tài)比例參數(shù)進(jìn)行主成分分析,將第1、2主成分繪制主成分散點(diǎn)圖,以便對不同群體進(jìn)行形態(tài)歸類;運(yùn)用逐步判別分析法進(jìn)行判別分析,從判別分析中篩選出貢獻(xiàn)較大的參數(shù)建立判別函數(shù),判別準(zhǔn)確率的計(jì)算參照1.3.2克氏原螯蝦群體tps軟件模擬地標(biāo)點(diǎn)選取標(biāo)準(zhǔn)、TPS系列軟件使用方法同鄭朝臣等(2017)。根據(jù)地標(biāo)點(diǎn)的同源性,運(yùn)用TPS系列軟件從克氏原螯蝦背面選取了36個地標(biāo)點(diǎn),確定每個地標(biāo)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)值(2D),建立數(shù)據(jù)文件。其中Ⅰ型地標(biāo)點(diǎn):2—5、11、17、23—26;Ⅱ型地標(biāo)點(diǎn):6—10、13、15、18—22、27—36;Ⅲ型地標(biāo)點(diǎn):1、12、14、16(圖2)。運(yùn)用TPS系列軟件檢驗(yàn)所有地標(biāo)點(diǎn)的有效性,計(jì)算平均形(meanshape)和相對扭曲主成分得分(relativewarpsscores),描繪出克氏原螯蝦背面和腹面的網(wǎng)格圖,比較其與平均形的形態(tài)差異,實(shí)現(xiàn)克氏原螯蝦群體間的形態(tài)差異可視化。根據(jù)克氏原螯蝦各樣本的相對扭曲主成分得分,采用歐式系統(tǒng)聚類法對相對扭曲主成分得分平均值進(jìn)行聚類分析,建立Bayes判別函數(shù),用逐步判別法進(jìn)行判別分析,運(yùn)用SPSS23軟件,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。2結(jié)果2.1地也線型分析結(jié)果本文測定了克氏原螯蝦雌雄群體切空間距離(distanceintangentspace,y軸)和普氏距離(procrustesdistance,x軸)的回歸分析系數(shù)均為0.996,說明所選取的地標(biāo)點(diǎn)符合地標(biāo)點(diǎn)分析要求?？耸显r雌雄群體平均形及所有地標(biāo)點(diǎn)重疊后的效果如圖2。群體間形態(tài)差異分析結(jié)果見圖3,雌雄群體相對網(wǎng)格平均形而言,形態(tài)差異主要體現(xiàn)在頭胸甲及腹部部位的Ⅱ型地標(biāo)點(diǎn),具體為地標(biāo)點(diǎn)4—6、22—24、28—32、35、36變形最大。從以上分析可以得出克氏原螯蝦頭胸甲和腹部部位的各地標(biāo)點(diǎn)是其形態(tài)差異的主要來源。2.2形態(tài)差異的主要來源將不同產(chǎn)地克氏原螯蝦10個形態(tài)比例參數(shù)進(jìn)行主成分分析,雌雄群體前2個主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率均超過50%(表3),解釋了主要形態(tài)差異。在雌性群體中,第1主成分X地標(biāo)點(diǎn)法相對扭曲主成分分析,雌雄群體前兩個主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率分別為73.04%、54.75%(表4),超過了50%,代表其形態(tài)差異的主要部分?？耸显r雌雄群體Ⅰ型地標(biāo)點(diǎn)累計(jì)貢獻(xiàn)率分別為16.69%、20.10%;Ⅱ型地標(biāo)點(diǎn)累計(jì)貢獻(xiàn)率分別為78.39%、72.70%;Ⅲ型地標(biāo)點(diǎn)累計(jì)貢獻(xiàn)率分別為4.93%、7.20%(表5),表明Ⅱ型地標(biāo)點(diǎn)是克氏原螯蝦形態(tài)差異的主要來源,Ⅱ型地標(biāo)點(diǎn)代表克氏原螯蝦頭胸甲及腹部的形態(tài)特征,此結(jié)果與傳統(tǒng)形態(tài)測量法結(jié)果相同。圖4為兩種方法雌雄群體第1、2主成分散點(diǎn)圖。從圖4a、b中可看出各產(chǎn)地雌雄群體形態(tài)比例參數(shù)主成分重疊程度較大,不易區(qū)分。相對扭曲主成分散點(diǎn)圖(圖4c,4d)顯示雌雄群體散布趨勢相似,上海、江西、河南、湖北重疊程度較大,江蘇群體與其他群體重疊較少。2.3男性群體聚合回歸本文分別對克氏原螯蝦群體形態(tài)比例參數(shù)平均值、相對扭曲主成分得分平均值作聚類分析,結(jié)果如圖5。形態(tài)比例參數(shù)平均值聚類分析將群體分為兩支,雌性群體中江蘇、河南群體歐氏距離最短,首先聚為一支,之后與江蘇、湖北群體聚為一支,江西群體單獨(dú)聚為一支(圖5a)。雄性群體與雌性群體聚類結(jié)果相似,上海、河南群體歐氏距離最短,首先聚為一支,之后與江蘇、湖北群體聚為一支,江西群體單獨(dú)聚為一支(圖5b)。相對扭曲主成分得分平均值聚類分析,雌性群體與雄性群體結(jié)果相似(圖5c,5d),均為江蘇群體單獨(dú)聚為一支,此聚類結(jié)果與相對扭曲第1、2主成分散點(diǎn)圖結(jié)果相同。2.4各變量主成分得分綜合判別準(zhǔn)確性比較克氏原螯蝦5個地理群體判別分析中,F檢驗(yàn)判別效果均較好(P<0.01)。雌雄群體相對扭曲主成分得分綜合判別準(zhǔn)確率分別為100%、94%(表6)。而形態(tài)比例參數(shù)主成分得分綜合判別準(zhǔn)確率較低均為56%(表7)。利用基于地標(biāo)點(diǎn)法的幾何形態(tài)學(xué)測量可以有效判別不同產(chǎn)地克氏原螯蝦,判別效果較傳統(tǒng)形態(tài)測量法好。3討論3.1基于力學(xué)特征的群體評價通過形態(tài)學(xué)及遺傳多樣性兩種方法來對不同地理群體間進(jìn)行種質(zhì)鑒定已在多個物種中應(yīng)用。3.2形態(tài)特征差異由于地理隔離的原因,使得同一親本在不同地理環(huán)境下其形態(tài)、生理甚至遺傳結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)一定的差異(兩種方法均顯示5個群體形態(tài)特征差異體現(xiàn)在克氏原螯蝦頭胸甲及腹部部位。傳統(tǒng)形態(tài)測量法中,雌雄群體前兩個主成分貢獻(xiàn)較高的分別是X3.3采用這兩種方法進(jìn)行評估和比較、3.4蟹的形態(tài)特征利用地標(biāo)點(diǎn)法對長江水系的八個自然水域的中華絨螯蟹形態(tài)上的差異進(jìn)行分析,相對扭曲主成分的判別分析對雄性以及雌性蟹背甲的判別準(zhǔn)確率均為100%。且所提取的地標(biāo)點(diǎn)中Ⅱ型地標(biāo)點(diǎn)貢獻(xiàn)率較高作用較大。4地標(biāo)法與高效方法的比較本研究分別采用地標(biāo)點(diǎn)法和傳統(tǒng)形態(tài)測量法對我國五個不同產(chǎn)地