不同群體類型的引進(jìn)親魚群體形態(tài)特征分析

不同群體類型的引進(jìn)親魚群體形態(tài)特征分析

大靈尾科馬其拉是歐洲大陸上唯一的獨特物種，于20世紀(jì)90年代被引入中國。2000年代，大靈尾打破了規(guī)模繁殖和繁殖技術(shù)，成為中國北方主要的海水養(yǎng)殖魚類之一（雷錫林等，2002年和2005）。由于引進(jìn)大菱鲆原種的數(shù)量較少、群體規(guī)模小、遺傳背景不清晰,在苗種生產(chǎn)過程中沒有設(shè)法避免近交現(xiàn)象;而10年余來較為混亂的累代養(yǎng)殖,又使得近交后代之間不斷發(fā)生交配、繁殖,產(chǎn)生自交群體(雷霽霖等2005),大菱鲆的國內(nèi)累代繁養(yǎng)群體遂逐漸形成。多年來的人工養(yǎng)殖實際是一種對大菱鲆的人為無意識選擇和養(yǎng)殖條件適應(yīng)性篩選,因此可將目前的國內(nèi)累代繁養(yǎng)群體視為比較適應(yīng)我國養(yǎng)殖條件的大菱鲆品系。但也有研究認(rèn)為,部分國內(nèi)大菱鲆越來越不能滿足養(yǎng)殖需求,主要表現(xiàn)為生長率下降、養(yǎng)殖周期長和體態(tài)退化等(申雪艷等2004;雷霽霖等2005)。魚類形態(tài)學(xué)性狀是分類的重要依據(jù),因而研究魚類形態(tài)重要參數(shù),掌握魚類的外部形態(tài)特征,可為選育良種和檢測原良種提供依據(jù)(于飛等2008)。在國內(nèi),于飛等(2008)、馬愛軍等(2008)都研究了不同地理群體大菱鲆的形態(tài)特征,申雪艷等(2004)使用RAPD和SSR標(biāo)記分析了法、英、西班牙3個大菱鲆群體的遺傳多樣性。國外的群體遺傳研究表明,不同大菱鲆地理群體間,以及不同野生群體間的遺傳距離小,遺傳分化不顯著(Blanqueretal.1992;Bouzaetal.1997、2002;Coughlanetal.1998;Nielsenetal.2004)。而國內(nèi)的養(yǎng)殖群體同引進(jìn)原種親魚群體的形態(tài)比較,目前尚未見報道。本研究分別對大菱鲆3個引進(jìn)親魚群體和3個國內(nèi)累代繁養(yǎng)親魚群體進(jìn)行了形態(tài)測定,使用方差分析、主成分分析和聚類等方法分析了各群體的形態(tài)特征,比較了新引進(jìn)群體與若干年前引進(jìn)后在國內(nèi)累代繁養(yǎng)群體形態(tài)特征的差異,以期為大菱鲆良種選育提供理論基礎(chǔ)和實踐依據(jù)。1材料和方法1.1大側(cè)魚群體放養(yǎng)本研究于2008～2010年在山東龍口市煙臺百佳水產(chǎn)有限公司進(jìn)行,6個群體都在該公司養(yǎng)殖、培育。采用完全相同培育條件和管理措施:鹽度24～27、全年地下海水溫度范圍13.4～16.3℃,24h全黑暗,投喂鳀魚Engraulisjaponicus、小黃魚Pseudosciaenapolyactis等鮮雜魚,定期清底、倒池。所研究的大菱鲆親魚群體為3個引進(jìn)群體和比較有代表性的3個國內(nèi)累代繁養(yǎng)群體(表1)。其中萊州、海陽和日照群體是上述三地養(yǎng)殖的親魚群體,均為2001～2003年自法國、西班牙、丹麥引入我國的大菱鲆魚卵、幼魚經(jīng)培育后繁殖的后代,都為子3代(F3)群體;2006～2008年自這3個國家直接引進(jìn)的人工繁殖的苗種、人工養(yǎng)殖成魚,為第一代親魚,引進(jìn)后培育,養(yǎng)殖條件同國內(nèi)累代繁養(yǎng)群體一致。分別在親魚全長生長至350～500mm時,各群體隨機(jī)取樣30尾,進(jìn)行形態(tài)測定。1.2測量指標(biāo)的測定預(yù)先使用MS-222輕度麻醉大菱鲆親魚后,將其放置在操作平臺上,使用鋼尺測量全長(TL)、體長(BL)、總高(TH)、體高(BH)、頭長(HL),精確至mm。同一測量人測定全部指標(biāo)以降低人為誤差。使用SONYH-50相機(jī)逐尾拍照,并記錄每尾親魚的PIT電子標(biāo)簽號(魚類專用玻璃管標(biāo)簽,英國Trovan公司生產(chǎn))。1.3數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析將每個個體測量數(shù)據(jù)之間的比值作為形態(tài)度量分析的性狀,以消除樣本大小差異對形態(tài)特征的影響,共8個比例性狀用于分析(魏開建等2003)。使用Excel2003對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,所有數(shù)據(jù)在作統(tǒng)計分析前檢驗其正態(tài)性(Kolmogorov-Smirnovtest)和方差同質(zhì)性(F-maxtest)。使用SPSS11.5進(jìn)行以下統(tǒng)計分析。1)單因子方差分析:使用One-WayANOVA,并采用Duncan法多重比較分析,分別比較6個親魚群體之間的形態(tài)差異,差異的顯著性設(shè)置為P<0.05;2)主成分分析:對8個比例性狀進(jìn)行主成分分析,獲得綜合指標(biāo),繪制第1、2主成分散布圖;3)聚類分析:采用歐氏距離的最短距離法進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析,繪制反映形態(tài)相似性的樹形圖。2結(jié)果與分析2.16模型數(shù)量和個體規(guī)格6個大菱鲆親魚群體的觀測樣本規(guī)格見表1。2.2親魚群體的度量特征6個大菱鲆親魚群體的數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布,可以用于本研究中的分析。6個群體的可比性狀比值的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及單因子方差分析差異顯著性的結(jié)果見表2。6個大菱鲆親魚群體所比較的8個量度特征中有6個存在4個差異水平,兩個量度特征存在3個差異水平,表明親魚群體兩兩間的差異性較為顯著;兩兩比較表明,丹麥群體有3個量度特征(體高/體長、全長/體高、總高/全長)與其余群體都存在顯著差異,而這3個量度特征均與體高、總高相關(guān),丹麥群體的體高/體長比值顯著大于其余5個群體,具有高體型的特征。兩兩間比較群體間差異顯著性,發(fā)現(xiàn)丹麥與海陽群體的量度特征都存在顯著差異,日照與海陽群體的全部量度特征均無顯著性差異;而丹麥同法國、西班牙、萊州群體都有6個參數(shù)顯著差異,法國-日照群體也有6個參數(shù)存在顯著差異。說明丹麥群體同海陽、法國、西班牙、萊州4個群體的形態(tài)都具有差異;日照與法國群體形態(tài)具有較大差異,與海陽群體相近。2.3親魚群體的形態(tài)特征對大菱鲆180個個體變量進(jìn)行了主成分分析,并得到其特征值和累積貢獻(xiàn)率,6個群體的8個可比性狀的主成分載荷見表4。結(jié)果表明,第1主成分貢獻(xiàn)率為47.07%,對其載荷量較大的是總高/體高、全長/體高和頭長/體高;第2主成分貢獻(xiàn)率為28.10%,對其載荷量較大的是總高/全長和總高/體長;第3主成分貢獻(xiàn)率為15.45%,對其載荷量較大的是全長/體長和頭長/體長。到第3主成分的累積貢獻(xiàn)率為90.62%,達(dá)到累積貢獻(xiàn)率超過85%的要求,表明這3個因子可以較好地概括6個親魚群體的形態(tài)差異。根據(jù)各群體個體的第1、第2主成分繪制散點圖(圖1),6個群體均形成相對集中的區(qū)域,且相互間交合區(qū)域較多,幾乎兩兩之間都有交集。其中重合區(qū)域較多的有:法國群體與萊州群體、西班牙群體與海陽群體、丹麥群體與西班牙群體;兩兩間交集較少的有:丹麥群體與萊州群體、法國與西班牙群體;而海陽群體、日照群體與其余各群體都有較大的交集。2.4瑞典群體體聚圖2為大菱鲆群體聚類分析,可見萊州群體與海陽群體形態(tài)最為接近,二者與法國群體聚為一類,而日照耐高溫群體與西班牙群體聚為一類,這兩類聚為一大類,丹麥群體與另外5個群體形態(tài)差異最大。6個群體兩兩間,歐氏距離最小的群體組合是萊州-法國,為0.060,其次為西班牙-日照(0.063)、萊州-海陽(0.074)、西班牙-海陽(0.079);歐氏距離最大的群體組合為丹麥-萊州(0.232),其次為法國-丹麥(0.203)。3個國內(nèi)累代繁養(yǎng)群體間形態(tài)相似程度較高。3討論3.1群體形態(tài)的相似性聚類分析表明3個國內(nèi)累代繁養(yǎng)群體間形態(tài)相似程度較高;萊州、海陽群體同法國群體形態(tài)近似,可能與2000～2004年引種大菱鲆高峰期我國自法國引種所占的比重較高有關(guān)。單因子方差分析與聚類分析所得出的結(jié)論比較一致,如丹麥群體與其他群體存在顯著差異;但也有一些結(jié)論存在較大差異,如兩種分析方法比較海陽與日照群體,所得到的結(jié)論差別較大,聚類分析的結(jié)論中兩個群體形態(tài)的相似程度遠(yuǎn)沒有單因子方差分析那樣高。方差分析是分析控制變量給觀測變量帶來的差異程度如何,而聚類分析是按照在性質(zhì)上的親疏程度,在沒有先驗知識的情況下進(jìn)行自動分類,聚類對“親疏程度”的測定有兩個角度,一是相似程度,二是差異程度(薛薇2010)。海陽和日照群體的全部參數(shù)均無顯著差異,表明二者差異程度低,聚類結(jié)果顯示,兩個群體相似程度遠(yuǎn)稍低,則表明可能整體相似性不高。二者相比較,聚類分析對群體間形態(tài)相似性的判定可能更加全面。3.2大側(cè)腦電子群落的主成分法問題主成分分析能夠在丟失最少信息的條件下,將原有眾多變量濃縮成較少的能夠反映原有變量絕大部分信息的綜合指標(biāo)(薛薇2010)。水生生物中,高天翔等(2003)發(fā)現(xiàn)日本絨螯蟹Eriocheirjaponica10個群體和中華絨螯蟹E.sinensis上海群體的前3個主成分的累積貢獻(xiàn)率為75.72%;鄒曙明等(2005)發(fā)現(xiàn)團(tuán)頭魴Megalobramaamblycephala人工同源四倍體、自繁后代、倍間交配后代的前兩個主成分累計貢獻(xiàn)率為77.97%;魏開建等(2003)發(fā)現(xiàn)5種蚌類(Unionidae)的前兩個主成分累積貢獻(xiàn)率為88.25%。眾多學(xué)者認(rèn)為,主成分分析法能夠較穩(wěn)定地反映群體間形態(tài)差異。國內(nèi)學(xué)者使用主成分法分析大菱鲆群體形態(tài)差異,對于能否使用較少因子概括群體的形態(tài)差異,觀點迥異。于飛等(2008)對1個英國群體和3個法國群體進(jìn)行研究,得到的前兩個主成分的累積貢獻(xiàn)率為95.41%,認(rèn)為主成分法較為適用;馬愛軍等(2008)對英國、法國、丹麥、挪威4個群體進(jìn)行研究,得到前3個主成分的累積貢獻(xiàn)率為61.76%,認(rèn)為主成分法不能完全反映形態(tài)差異。本研究中前3個主成分的累積貢獻(xiàn)率為90.62%,處于二者之間,達(dá)到累積貢獻(xiàn)率超過85%的要求。究其原因,可能本研究同于飛等(2008)研究的大菱鲆群體,形態(tài)多樣性較低,因此該方法能夠較好反映形態(tài)差異。有研究發(fā)現(xiàn)在主成分散布圖上,盡管丹麥和挪威群體以及英國和法國群體重疊交錯態(tài)勢明顯,但各群體形態(tài)特征仍具有細(xì)微差異(馬愛軍等2008),本研究也發(fā)現(xiàn)相同的現(xiàn)象。由圖1可見,整體上,6個大菱鲆親魚群體在第1、2主成分的散布中相互都存在重疊(圖1),表明整體上形態(tài)分化不非常顯著,不存在完全隔離。對各群體進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)在主成分1軸上,丹麥、西班牙群體的分布范圍最大,并且?guī)缀跬耆丿B,但這兩個群體在主成分2軸上的重疊范圍較小,差異較大,表明丹麥群體與西班牙群體的群體內(nèi)部形態(tài)可能差異較大,其余法國、萊州、海陽、日照4個群體在主成分1軸和2軸上差異不顯著,重疊交錯明顯,但各群體都存在較明顯的偏離,說明雖然4個群體形態(tài)差異相對較小,但卻具有各自的特點。3.3大生物群體遺傳多樣性研究整體比較本研究中引進(jìn)與國產(chǎn)親魚群體的主成分散布(圖1),發(fā)現(xiàn)引進(jìn)親魚群體的整體分布尺度較國內(nèi)累代繁養(yǎng)群體大,其形態(tài)多樣性可能在一定程度上高于國內(nèi)群體。于飛等(2008)認(rèn)為我國引進(jìn)的英國群體和3個法國群體已產(chǎn)生一定程度差異,集中表現(xiàn)于全長、體長、頭長、吻長和尾柄長5個指標(biāo);馬愛軍等(2008)認(rèn)為英國與法國群體、挪威與丹麥群體之間形態(tài)差異不顯著,其余兩兩群體之間形態(tài)差異顯著。國內(nèi)累代繁養(yǎng)群體在形態(tài)上與新近引進(jìn)的群體可能存在一定差異,但尚不能定論,仍需通過分子遺傳學(xué)研究加以進(jìn)一步確認(rèn)。形態(tài)學(xué)特征是受遺傳因子和環(huán)境因子共同作用的結(jié)果(Mayretal.1953),國外的大菱鲆群體遺傳研究表明,大菱鲆不同野生種群(Blanqueretal.1992)及養(yǎng)殖群體(