寶石鱸（♂）、淡水黑鯛（♀）及其雜交子一代的形態(tài)差異分析

林婷婷，姚素媛，舒 琥，李 強(qiáng)，劉偉順，劉忠強(qiáng)

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寶石鱸（♂）、淡水黑鯛（♀）及其雜交子一代的形態(tài)差異分析

林婷婷1，姚素媛1，舒 琥1，李 強(qiáng)1，劉偉順2，劉忠強(qiáng)2

（1.廣州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州510006；2.廣州市番禺農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣東 廣州511450）

摘 要：利用聚類(lèi)分析、主成分分析和判別分析方法對(duì)寶石鱸（Scorturm barcoo）、淡水黑鯛（Hephaestus fuliginosus）及其雜交子一代勝斑的形態(tài)學(xué)差異進(jìn)行分析。結(jié)果表明，勝斑在體色上較偏向于母本淡水黑鯛；卡方分析結(jié)果顯示，3種魚(yú)在可數(shù)性狀上差異不顯著；聚類(lèi)分析結(jié)果表明，寶石鱸、勝斑先聚為一類(lèi)，再與淡水黑鯛聚為一類(lèi)；主成分分析結(jié)果顯示，勝斑與寶石鱸的重疊區(qū)域比勝斑與淡水黑鯛的重疊區(qū)域要大，主要差異體現(xiàn)在主成分1負(fù)荷值較大的12個(gè)參數(shù)上；運(yùn)用判別分析建立3種魚(yú)的函數(shù)，結(jié)果表明3種魚(yú)的綜合判別率為98.2%。3種多元分析結(jié)果均表明勝斑在形態(tài)上比較偏向于父本寶石鱸。

關(guān)鍵詞：寶石鱸；淡水黑鯛；雜交子一代；形態(tài)差異

寶石鱸學(xué)名高體革鯻（Scorturm barcoo），隸屬鱸形目（Perciformes）鯻科（Terapontidae）革鯻屬（Scortum），原產(chǎn)于澳大利亞，肉質(zhì)細(xì)嫩鮮美。我國(guó)于2001年引進(jìn)寶石鱸苗種進(jìn)行養(yǎng)殖并獲得成功，目前已成為養(yǎng)殖熱點(diǎn)品種之一［1］。同屬于鯻科的淡水黑鯛，學(xué)名厚唇弱棘鯻（Hephaestus fuliginosus），屬于弱棘鯻屬（Hephaestus），是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、味道鮮美且適應(yīng)能力強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)［2］。2003年，廣州市番禺農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所利用寶石鱸（♂）與淡水黑鯛（♀）雜交選育出的子一代（稱(chēng)為勝斑）肉質(zhì)優(yōu)良、生長(zhǎng)速度快，且可長(zhǎng)途運(yùn)輸［3］，具有潛在的開(kāi)發(fā)價(jià)值和廣闊的推廣前景。

迄今為止，國(guó)內(nèi)有許多學(xué)者運(yùn)用傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)和多元分析方法對(duì)不同魚(yú)類(lèi)及其雜交子代形態(tài)差異進(jìn)行分析，如尼奧魚(yú)［4］，斑鱧（Channa maculata）與烏鱧（C. argus）［5］、翹嘴鱖（Siniperca chuatsi）與斑鱖（S. schezeri）［6］以及滇池金線(xiàn)鲃（Sinocyclocheilus grahami）與西疇金線(xiàn)鲃（S. xichouensis）的雜交［7］等。然而，對(duì)淡水黑鯛和寶石鱸的研究則多集中在其生長(zhǎng)發(fā)育和養(yǎng)殖技術(shù)方面［8-10］，對(duì)寶石鱸（♂）與淡水黑鯛（♀）雜交后選育出的子一代勝斑的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究利用傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)方法和多元分析方法對(duì)勝斑及其親本寶石鱸、淡水黑鯛之間進(jìn)行形態(tài)差異分析，揭示勝斑與其親本之間的親緣關(guān)系，找出差異較大的形態(tài)特征，為鯻科魚(yú)類(lèi)雜交育種、種質(zhì)鑒定以及勝斑的養(yǎng)殖推廣提供基礎(chǔ)資料和理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試的寶石鱸、淡水黑鯛和勝斑于2012年1月至2013年1月采自廣州市番禺區(qū)農(nóng)科所，隨機(jī)選取體型正常、體表無(wú)傷的鮮活個(gè)體113尾，其中寶石鱸、淡水黑鯛、勝斑分別為40、43、30尾。寶石鱸、淡水黑鯛和勝斑的全長(zhǎng)和體重如表1所示。

表1 寶石鱸、淡水黑鯛和勝斑的全長(zhǎng)和體重

1.2 試驗(yàn)方法

對(duì)供試魚(yú)進(jìn)行觀察，比較體色和體型特征。采用電子天平稱(chēng)量（精確到0.1 g）所有樣本的體重，采用電子數(shù)顯卡尺（精確到0.01 cm）進(jìn)行傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)和框架數(shù)據(jù)的測(cè)量，獲得了113尾魚(yú)共4 407個(gè)數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)包括可數(shù)性狀和可量性狀共39項(xiàng)，可數(shù)性狀包括背鰭棘數(shù)、背鰭條數(shù)、臀鰭棘數(shù)、臀鰭條數(shù)、胸鰭條數(shù)、腹鰭棘數(shù)和腹鰭條數(shù)7項(xiàng)；可量性狀包括全長(zhǎng)（TL）、體長(zhǎng)（BL）、體高（BD）、體厚（BW）、頭長(zhǎng)（HL）、頭高（HD）、吻長(zhǎng)（SL）、眼徑（ED）、眼間距（ES）、尾柄長(zhǎng)（CL）、尾柄高（CD）等11項(xiàng)；框架參數(shù)共有21項(xiàng)（D1-2、D1-3、D1-4、D2-3、D2-4、D3-4、D3-5、D3-6、D4-5、D4-6、D5-6、D5-7、D5-8、D6-7、D6-8、D7-8、D7-9、D7-10、D8-9、D8-10、D9-10），測(cè)量定位點(diǎn)如圖1所示。

圖1 框架參數(shù)測(cè)量的定位點(diǎn)示意圖

1.3 數(shù)據(jù)分析

1.3.1 可數(shù)性狀分析 對(duì)寶石鱸、淡水黑鯛和勝斑的7項(xiàng)可數(shù)性狀進(jìn)行卡方分析，采用卡方分析方法中的多個(gè)樣本率分析檢驗(yàn)其差異顯著性。

1.3.2 可量性狀和框架數(shù)據(jù)分析 為消除寶石鱸、淡水黑鯛和勝斑魚(yú)體不同規(guī)格大小對(duì)參數(shù)差異分析的影響，將所有形態(tài)學(xué)可量性狀和框架參數(shù)分別除以各自體長(zhǎng)，予以校正，得到的10個(gè)可量性狀參數(shù)和21個(gè)框架參數(shù)的比例值用于多元分析。多元分析采用聚類(lèi)分析、主成分分析和判別分析。其中聚類(lèi)分析采用系統(tǒng)聚類(lèi)的最短距離法；主成分分析得到9個(gè)形態(tài)綜合指標(biāo)，計(jì)算其貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率，并由主成分1對(duì)主成分2作散點(diǎn)圖判斷其差異性；判別分析采用逐步判別法建立3種魚(yú)的判別函數(shù)，并計(jì)算其判別準(zhǔn)確率。判別準(zhǔn)確率的計(jì)算公式為：

式中，O為該種魚(yú)判別正確的尾數(shù)；M為該魚(yú)的實(shí)際尾數(shù)；N為判入該魚(yú)的尾數(shù)。

式中，Ai為第i種魚(yú)判別正確的尾數(shù)；Bi為第i種魚(yú)的實(shí)際尾數(shù)；n為魚(yú)的種數(shù)［10］。

所有參數(shù)經(jīng)Excel和SPSS11.3軟件處理。

2結(jié)果與分析

2.1外部形態(tài)分析

寶石鱸和淡水黑鯛形態(tài)差異較為明顯。寶石鱸體形呈紡錘形，扁圓，背高，頭部比例較小，體色銀亮，魚(yú)體一側(cè)或兩側(cè)有一個(gè)或多個(gè)橢圓形的黑色斑塊，黑斑的數(shù)目、大小、形狀和位置在個(gè)體間差異較大。淡水黑鯛體形側(cè)扁，呈長(zhǎng)橢圓形，頭小、吻尖、背高，體色呈暗棕色或金黃色，部分個(gè)體魚(yú)體一側(cè)或兩側(cè)有一個(gè)或多個(gè)不規(guī)則的金黃色斑塊。勝斑體形呈長(zhǎng)橢圓形，側(cè)扁，頭部短于淡水黑鯛、窄于寶石鱸，眼下方有一點(diǎn)金黃色的條帶，體色偏向母本呈金黃色，略帶有父本的金屬光澤，無(wú)色斑。

2.2 可數(shù)性狀的卡方分析

由表2可知，寶石鱸、淡水黑鯛和勝斑在臀鰭棘數(shù)、腹鰭棘數(shù)和腹鰭條數(shù)上無(wú)差異，因此去除這3個(gè)參數(shù)，其他參數(shù)采用多個(gè)樣本率的比較分析方法對(duì)3種魚(yú)進(jìn)行兩兩卡方檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果為χ2寶石鱸，淡水黑鯛=0.056、χ2寶石鱸，勝斑=0.043、χ2淡水黑鯛，勝斑=0.033，表明3種魚(yú)的可數(shù)性狀之間差異不顯著。

表2 寶石鱸、淡水黑鯛和勝斑可數(shù)性狀均值和標(biāo)準(zhǔn)差

2.3 聚類(lèi)分析

基于歐氏距離的最短距離法對(duì)寶石鱸、淡水黑鯛和勝斑的10項(xiàng)可量性狀和21項(xiàng)框架數(shù)據(jù)平均校正值進(jìn)行聚類(lèi)分析，得到3種魚(yú)之間的歐式距離矩陣（表3）和聚類(lèi)樹(shù)（圖2）。由表3可知，勝斑與寶石鱸的歐氏距離最小、為0.083，勝斑與淡水黑鯛的歐氏距離為0.098，而寶石鱸與淡水黑鯛的歐氏距離最大、為0.133；從圖2也可以看出，勝斑與父本寶石鱸的歐氏距離較近，先聚為一類(lèi)，再與母本淡水黑鯛聚為一類(lèi)，說(shuō)明雜交種勝斑在形態(tài)上較趨向于父本寶石鱸。

表3 寶石鱸、淡水黑鯛和勝斑間的歐式形態(tài)距離

圖2 寶石鱸、淡水黑鯛和勝斑的聚類(lèi)結(jié)果

表4 3種魚(yú)主成分分析的特征值、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率

2.4 主成分分析

對(duì)10項(xiàng)可量性狀和21項(xiàng)框架數(shù)據(jù)的校正值進(jìn)行主成分分析，共提取9個(gè)主成分，各個(gè)主成分的特征值、貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率如表4所示，各個(gè)參數(shù)在9個(gè)主成分中的負(fù)荷值見(jiàn)表5。由表4可知，9個(gè)主成分對(duì)總變異的累計(jì)貢獻(xiàn)率為70.215%，即前9個(gè)相互獨(dú)立的主成分包含了31個(gè)變量70.215%的變異信息；主成分1中，具有較大貢獻(xiàn)率的變量主要有D3-6、HD、D6-7、BW、D1-3、D1-4、ES、D3-4、D1-2、D3-5、ED、BD，主成分2中具有較大貢獻(xiàn)率的變量有CD、D5-8、D9-10。

利用主成分1對(duì)主成分2作散點(diǎn)圖（主成分為校正值），結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3可知，親本寶石鱸與淡水黑鯛被明顯地分開(kāi)，無(wú)重疊區(qū)域；而雜交子代勝斑處于寶石鱸與淡水黑鯛之間，與父本寶石鱸有部分區(qū)域重疊，這從某種程度上也說(shuō)明勝斑在形態(tài)上主要趨向于父本寶石鱸，與聚類(lèi)分析結(jié)果一致。此外，在主成分1軸上，雜交子代處于兩個(gè)親本之間，并偏向父本寶石鱸，勝斑與寶石鱸在這11個(gè)參數(shù)中的差異較勝斑與淡水黑鯛的??；在主成分2軸上，寶石鱸、淡水黑鯛和勝斑在這3個(gè)參數(shù)上差異不明顯。

圖 3 寶石鱸、淡水黑鯛和勝斑主成分1對(duì)主成分2散點(diǎn)分布

2.5 判別分析

對(duì)10項(xiàng)可量性狀和21項(xiàng)框架數(shù)據(jù)的校正值進(jìn)行逐步判別分析，從中篩選出區(qū)分寶石鱸、淡水黑鯛和勝斑貢獻(xiàn)率最大的9個(gè)參數(shù)（表5），判別結(jié)果所得判別函數(shù)系數(shù)與常數(shù)見(jiàn)表6，用判別函數(shù)對(duì)觀測(cè)樣本的預(yù)測(cè)分類(lèi)及判別準(zhǔn)確率見(jiàn)表7。根據(jù)表6所得系數(shù)和常數(shù)，由篩選出的9個(gè)參數(shù)（分別以V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9表示），建立寶石鱸、淡水黑鯛和勝斑的判別函數(shù)，判別公式如下：

寶石鱸：Y1=-407.231V1+1934.802V2+1143.612V3+1014.653V4+69.363V5-546.826V6+1239.097V7+285.026V8+738.458V9-637.268淡水黑鯛：Y2=-221.114V1+1394.681V2+483.473V3+794.490V4+234.126V5-414.994V6+1097.073V7+274.845V8+756.267V9-506.597

勝斑：Y3=-269.575V1+1844.213V2+648.668V3+838.140V4+59.183V5-388.884V6+1177.249V7+320.815V8+589.138V9-573.213寶石鱸：

Y1=-407.231V1+1934.802V2+1143.612V3+1014.653V4+69.363V5-546.826V6+1239.097V7+285.026V8+738.458V9-637.268

淡水黑鯛：Y2=-221.114V1+1394.681V2+483.473V3+794.490V4+234.126V5-414.994V6+1097.073V7+274.845V8+756.267V9-506.597

勝斑：Y3=-269.575V1+1844.213V2+648.668V3+838.140V4+59.183V5-388.884V6+1177.249V7+320.815V8+589.138V9-573.213

從表7可以看出，寶石鱸、淡水黑鯛和勝斑的綜合判別率高達(dá)98.2%，錯(cuò)判只在寶石鱸和勝斑之間。應(yīng)用所得判別公式測(cè)量未知樣本的9個(gè)形態(tài)參數(shù)值，經(jīng)校正后代入每個(gè)判別函數(shù)，可以判別未知樣本的種類(lèi)。

3　討論

3.1外部形態(tài)分析

本研究對(duì)寶石鱸、淡水黑鯛及其雜交子一代勝斑進(jìn)行體色和體型上的直觀觀察，顯示勝斑在體色為金黃色、偏向于母本，而形態(tài)較偏向于父本寶石鱸，原因可能為卵細(xì)胞中細(xì)胞質(zhì)的作用導(dǎo)致［11-12］。斑鱧、烏鱧及其雜交種形態(tài)差異分析［5］中，雜交種在體表斑紋上偏向于母本斑鱧，體型和形態(tài)近似于父本烏鱧；翹嘴鱖、斑鱖及其雜交種形態(tài)差異分析［6］中，雜交種在體型和斑紋方面偏向于母本，而生長(zhǎng)和個(gè)體大小則偏向于父本。可見(jiàn)，控制魚(yú)類(lèi)不同性狀的基因組合不同，對(duì)雜交子代所起的作用也不盡相同。

3.2 傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)參數(shù)和框架數(shù)據(jù)應(yīng)用

魚(yú)類(lèi)外形特征和性狀差異是魚(yú)類(lèi)種群鑒別、分類(lèi)和系統(tǒng)發(fā)育最有用的依據(jù)［13］。20世紀(jì)80年代框架法的興起［14-15］，克服了傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)分析方法難以全面反映魚(yú)體外形特征的缺點(diǎn)［16］。隨著統(tǒng)計(jì)方法的不斷發(fā)展，形態(tài)水平的研究逐漸從性狀的直觀描述和宏觀觀測(cè)發(fā)展到形態(tài)性狀的多元統(tǒng)計(jì)分析［17］。近年來(lái)，多元統(tǒng)計(jì)分析方法已被逐漸應(yīng)用于育種和進(jìn)化等方面的研究，在不同生物類(lèi)群的應(yīng)用中獲得較好的效果［18］。

表6 寶石鱸、淡水黑鯛和勝斑判別函數(shù)系數(shù)與常數(shù)

表 7 判別函數(shù)對(duì)觀測(cè)樣本的預(yù)測(cè)分類(lèi)及判別準(zhǔn)確率

本研究對(duì)傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)參數(shù)所測(cè)的可數(shù)性狀進(jìn)行卡方檢驗(yàn)，結(jié)果顯示寶石鱸、淡水黑鯛及其雜交子一代勝斑在傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)可數(shù)性狀上差異不顯著，說(shuō)明難以通過(guò)這些可數(shù)性狀對(duì)3種魚(yú)進(jìn)行區(qū)分；3種多元分析方法結(jié)果相近，均顯示雜交子代在形態(tài)上較趨向于父本寶石鱸，說(shuō)明在生產(chǎn)中勝斑個(gè)體的大小和生長(zhǎng)速度與寶石鱸相似。本研究結(jié)果可為實(shí)際生產(chǎn)中勝斑的養(yǎng)殖推廣及物種鑒定提供可靠的理論依據(jù)。

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（責(zé)任編輯 崔建勛）

中圖分類(lèi)號(hào)：S917

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-874X（2016）03-0167-06

收稿日期：2015-10-08

基金項(xiàng)目：國(guó)家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）重大專(zhuān)項(xiàng)（201303048） ；廣東省科技專(zhuān)項(xiàng)資金社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)項(xiàng)目（2012A020602063）；廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2014A020208145）

作者簡(jiǎn)介：林婷婷（1991-），女，在讀碩士生，E-mail：851531300@qq.com

通訊作者：舒琥（1965-），男，博士，教授，E-mail：shuhu001@126.com

Morphological variations of Scorturm barcoo（♂），Hephaestus fuliginosus （♀）and their hybrid F1

LIN Ting-ting1，YAO Su-yuan1，SHU Hu1，LI Qiang1，LIU Wei-shun2，LIU Zhong-qiang2
（1.School of Life Sciences，Guangzhou University，Guangzhou 510006，China；2.Guangzhou Panyu Institute of Agricultural Sciences，Guangzhou 511450，China）

Abstract：The morphological variations of Scorturm barcoo，Hephaestus fuliginosus and their hybird F1Shengban were studied by using cluster analysis，principal component analysis and discriminant analysis. It was found that Shengban showed resemble to its female parent H. Fuliginosus in body color. The chi-square result displayed that the three kinds of fish had no significant difference in countable characters. Morphological characteristics of Shengban were more similar with H. fuliginosus than S. barcoo on the basis of cluster analysis. The principal component analysis showed that the overlap area between Shengban and S. barcoo was larger than the overlap area between Shengban and H. fuliginosus，which mainly differed embodied in the principal component 1 with 12 parameters with larger load value. Through the discriminant analysis，the comprehensive rate of the three kinds of fish was 98.2%. Three kinds of multivariate analysis results indicated that the hybird F1prefered its male parent S. barcoo in appearance.

Key words：Scorturm barcoo；Hephaestus fuliginosus；hybrid F1；morphological variations