三角帆蚌生長(zhǎng)和殼色性狀早期復(fù)合選擇的優(yōu)化研究*

孫朝虎 白志毅 李清清 彭建慶 李家樂

(1.上海市水產(chǎn)養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心 上海 201306；2.上海海洋大學(xué) 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部淡水水產(chǎn)種質(zhì)資源 重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海 201306；3.水產(chǎn)動(dòng)物遺傳育種中心上海市協(xié)同創(chuàng)新中心 上海 201306)

優(yōu)良的三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)可以培育出優(yōu)質(zhì)的淡水珍珠，推動(dòng)淡水珍珠產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提質(zhì)增效(梁飛龍等,2015)。珍珠質(zhì)量等級(jí)的提高需大小、圓度、顏色、光澤度、表面光潔度和珍珠層厚度(有核珍珠) 6個(gè)指標(biāo)同步提升。影響三角帆蚌育珠效果的因子有很多，包括育珠蚌的種質(zhì)優(yōu)劣、三角帆蚌的吊養(yǎng)密度、工人的插片技術(shù)等(王曉艷,2011)。本實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)和篩選五大淡水湖泊的優(yōu)質(zhì)三角帆蚌(汪桂玲等,2014)，以其為基礎(chǔ)群體，持續(xù)選育數(shù)年，成功選育出三角帆蚌新品種‘申紫一號(hào)’。王照旗等(2014)通過對(duì)紫色三角帆蚌的內(nèi)殼色和體重性狀同步選育，選育效果良好。李清清等(2015)研究表明，育珠蚌的殼長(zhǎng)生長(zhǎng)率與所產(chǎn)無核珍珠的大小、圓度、光澤及產(chǎn)珠量極顯著相關(guān)，供片蚌的內(nèi)殼色與無核珍珠顏色極顯著相關(guān)。吳雷明等(2016)對(duì)紫色三角帆蚌選育組和對(duì)照組的貝殼珍珠質(zhì)顏色和生長(zhǎng)性狀進(jìn)行研究，雖然選育效果良好，但無法通過生長(zhǎng)性狀間接選擇貝殼珍珠質(zhì)顏色。因此，本研究以殼長(zhǎng)和貝殼深紫色為目標(biāo)性狀，開展三角帆蚌生長(zhǎng)和殼色性狀復(fù)合選育，以期培育雙性狀均表現(xiàn)優(yōu)異的新品種。

復(fù)合性狀選育方法有指數(shù)選擇法、獨(dú)立淘汰法、依次法，各有利弊(樓允東,1999)。吳建良等(2011)對(duì)中國(guó)荷斯坦奶牛不同選擇方法的研究表明，在同一淘汰率的情況下，綜合指數(shù)選擇法的選擇效果優(yōu)于依次法和獨(dú)立淘汰法?？捉艿?2012)通過綜合選擇指數(shù)法選育中國(guó)對(duì)蝦(Fenneropenaeus chinensis)，4代后，培育出‘黃海2號(hào)’。王雪磊等(2016)以殼金性狀和生長(zhǎng)性狀為主要選育指標(biāo)，采用混合選育技術(shù)同步改良長(zhǎng)牡蠣(Crassostrea gigas) 2個(gè)性狀，效果良好。葛建龍等(2016)通過家系內(nèi)個(gè)體選育有效提高長(zhǎng)牡蠣殼金群體的生長(zhǎng)速度，可獲得較大的選擇反應(yīng)。從這些研究可以看出，相對(duì)于指數(shù)選擇法和獨(dú)立淘汰法，依次法操作簡(jiǎn)單，可以獲得更多的優(yōu)秀性狀的個(gè)體。

李達(dá)等(2017)對(duì)于金烏賊(Sepia esculenta)早期發(fā)育階段內(nèi)殼生長(zhǎng)規(guī)律的研究表明,早期選育的必要性。三角帆蚌苗種早期貝殼透明，外殼色與內(nèi)殼色顯著相關(guān)，該時(shí)期可直接觀測(cè)貝殼內(nèi)殼色，是選擇三角帆蚌內(nèi)殼色最方便的時(shí)期；三角帆蚌殼長(zhǎng)、殼寬、殼高和體重等生長(zhǎng)性狀呈顯著正相關(guān)，殼長(zhǎng)是5月齡三角帆蚌最易測(cè)量的生長(zhǎng)性狀，選擇殼長(zhǎng)性狀可實(shí)現(xiàn)對(duì)三角帆蚌各生長(zhǎng)性狀的間接選擇。本研究以三角帆蚌 蚌殼長(zhǎng)性狀和貝殼深紫色為選育性狀，首次制定不同的中選率，并借助依次選擇法，對(duì)5月齡三角帆蚌‘申紫1號(hào)’F1代進(jìn)行早期選擇，評(píng)估依次選擇法的性狀選擇順序和不同中選率對(duì)三角帆蚌生長(zhǎng)和殼色性狀的早期選擇效應(yīng)，以期優(yōu)化三角帆蚌的早期選擇方法，進(jìn)一步改良?xì)ど蜕L(zhǎng)性狀，并為今后的淡水珍珠蚌的選育工作提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)(金武等,2012)。

1 材料與方法

1.1 蚌苗繁育

2015年5月，在安徽省宣城市裘公鄉(xiāng)三角帆蚌良種繁育基地，挑選性狀優(yōu)良的紫色三角帆蚌‘申紫1號(hào)’做親本，分辨出雌雄蚌，分別吊養(yǎng)于同一池塘里，進(jìn)行親本培育，每隔1 d，檢查母蚌懷卵情況，選取同一天懷卵的母蚌100只，按常規(guī)方法培育蚌苗,獲得稚蚌。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)置

2018年7月中旬，稚蚌出池時(shí)，進(jìn)行初次篩選。該時(shí)期中選率為 10%，用網(wǎng)篩從三角帆蚌‘申紫 1號(hào)’F1育苗池中挑選出約5600只大規(guī)格稚蚌，網(wǎng)篩的網(wǎng)孔邊長(zhǎng)為1 cm的正方形，將挑選出的稚蚌分別吊養(yǎng)在同一池塘的56個(gè)網(wǎng)箱中，每個(gè)網(wǎng)箱放養(yǎng)100只，養(yǎng)殖期間，進(jìn)行科學(xué)管理和定期施肥。

待三角帆蚌長(zhǎng)至5月齡時(shí)開展研究。設(shè)定該時(shí)期綜合中選率為10%，以殼長(zhǎng)性狀和貝殼顏色深紫色為選育指標(biāo)，分別設(shè)置不同的中選率，按不同的選擇順序，共設(shè)置7種依次選擇法(表 1)。殼長(zhǎng)(SL)為第1選擇性狀，貝殼深紫色(PN)為第2選擇性狀，設(shè)定3種中選率組合，形成SL 50% × PN 20%(Ⅰ)、SL 30%×PN 33%(Ⅱ)、SL 20% × PN 50%(Ⅲ)3種選擇方法；貝 殼深紫色(PN)為第1選擇性狀，殼長(zhǎng)(SL)為第2選擇性狀，設(shè)定 3 種中選率組合，形成 PN 50% × SL 20%(Ⅳ)、PN 30% × SL 33%(Ⅴ)、PN 20% × SL 50%(Ⅵ) 3種選擇方法。另外，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，同步挑選殼色深紫色和體型大的個(gè)體作為對(duì)照組，中選率為10%，選擇方法為SI 10%(Ⅶ)。將5600只5月齡三角帆蚌隨機(jī)分成7組，依據(jù)上述7種選擇方法分別進(jìn)行挑選，最終將每種方法選留的80只三角帆蚌平均放入4個(gè)網(wǎng)箱(40 cm × 40 cm × 40 cm)中，所有網(wǎng)箱放回原先池塘，以40 cm水深繼續(xù)吊養(yǎng)。定期施肥，進(jìn)行科學(xué)管理(張?jiān)嗟?1996)。

表1 不同選擇方法的性狀選擇順序和中選率 Tab.1 The selected trait order and retention rate of different selection methods

1.3 性狀測(cè)量

2015年12月，從每個(gè)選擇方法中隨機(jī)挑選出60只蚌，測(cè)量殼長(zhǎng)、殼高、殼寬、體重、外套膜重和殼重。使用游標(biāo)卡尺測(cè)量殼長(zhǎng)、殼高、殼寬這3個(gè)長(zhǎng)度性狀，精確度為0.01 mm。三角帆蚌洗凈擦干后，使用電子天平稱量體重，精確度為0.01 g。對(duì)三角帆蚌進(jìn)行解剖，去除內(nèi)臟團(tuán)，將分離出的外套膜進(jìn)行稱重，將殼陰干后進(jìn)行稱量，精確度為0.01 g(李清清等,2015)。

使用Lovibond RT Colour V3.0軟件的CIEL*a*b*系統(tǒng)和Lovibond-RT 200表面色度計(jì)對(duì)三角帆蚌內(nèi)殼色測(cè)量。測(cè)量參數(shù)包括明度(L*)、色度a(a*)、色度b(b*)和色差值(dE*)。L*＞ 0為顏色偏白，L*＜ 0為顏色偏黑，L*越小，表明顏色越深；a*＞ 0為顏色偏紅，a*＜ 0為顏色偏綠；b*＞ 0為顏色偏黃，b*＜ 0為顏色偏藍(lán)；dE*為所測(cè)樣品和標(biāo)準(zhǔn)白之間的色差，dE*值越大，表明貝殼顏色越豐富。因此，L*越小，dE*值越大時(shí)，紫色三角帆蚌內(nèi)殼顏色更深、更豐富。測(cè)量前，先將內(nèi)殼洗凈晾干，依次對(duì)前閉殼肌(A3)、左殼邊緣部位的外套痕與縱肋的交叉處(A2)、后閉殼肌處進(jìn)行殼色測(cè)量(A1)(圖1)，取每個(gè)蚌3個(gè)點(diǎn)的顏色參數(shù)值的平均值作為該個(gè)體的內(nèi)殼色數(shù)據(jù)(吳雷明等,2016)。

圖1 內(nèi)殼色測(cè)量位置示意 Fig.1 Schematic diagram of measured positions of inner shell color

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理

采用Excel 2016軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，再用SPSS Statistics V22.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)7種選擇方法選留的三角帆蚌的殼長(zhǎng)、殼高、殼寬、體重、外套膜重、殼重生長(zhǎng)性狀和L*、a*、b*和dE*內(nèi)殼顏色參數(shù)等測(cè)量值進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)，數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示(李夢(mèng)軍等,2006)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同選擇方法選育出的三角帆蚌的生長(zhǎng)性狀差異

采用 7 種選擇方法選出的三角帆蚌的各生長(zhǎng)性狀的統(tǒng)計(jì)描述見圖2。從圖2可以看出，方法Ⅳ和方法Ⅵ的生長(zhǎng)性狀早期選擇效果最好，方法Ⅳ選擇的三角帆蚌殼長(zhǎng)和殼寬表現(xiàn)最優(yōu)(圖2A、圖2C)，方法Ⅵ選擇的三角帆蚌的殼寬、體重最優(yōu)(圖2C、圖2D)。

在以殼長(zhǎng)為第 1 選擇性狀的方法Ⅰ～方法Ⅲ(SL × PN)中，殼長(zhǎng)的中選率分別為50%、30%和20%，但方法Ⅰ和方法Ⅲ的早期選擇效應(yīng)優(yōu)于方法Ⅱ；在以殼長(zhǎng)為第 2 選擇性狀的方法Ⅳ～方法Ⅵ(PN×SL)中，殼長(zhǎng)性狀的中選率分別為20%、33%和50%，但方法Ⅳ和方法Ⅵ的早期選擇效應(yīng)優(yōu)于方法Ⅴ。從方法SL × PN與方法PN×SL整體對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，后3種方法選出的三角帆蚌，后期在殼長(zhǎng)、殼高、殼寬、體重、外套膜重、殼重方面表現(xiàn)更優(yōu)，表明殼長(zhǎng)性狀的選擇順序?qū)x留個(gè)體生長(zhǎng)性狀的表現(xiàn)具有顯著影響。以貝殼深紫色(PN)為第1選擇性狀、殼長(zhǎng)作為第2選擇性狀的選擇方法(PN×SL)，可以選育出后期生長(zhǎng)性狀更優(yōu)的三角帆蚌。

殼長(zhǎng)性狀中選率相同，選擇順序不同時(shí)，中選率對(duì)選留個(gè)體生長(zhǎng)性狀表現(xiàn)的影響不明顯。方法Ⅰ和方法Ⅵ的殼長(zhǎng)性狀的中選率都是50%，僅選留個(gè)體的外套膜重存在顯著差異，其他性狀間無顯著差異(P＜ 0.05)；方法Ⅲ和方法Ⅳ的殼長(zhǎng)性狀的中選率都是 20%，選留個(gè)體后期各生長(zhǎng)性狀均未呈現(xiàn)顯著差異。

2.2 不同選擇方法選育出的三角帆蚌貝殼顏色差異

采用7種選擇方法選出的三角帆蚌各貝殼顏色參數(shù)的統(tǒng)計(jì)描述見圖3。從圖3可以看出，方法Ⅰ～方法Ⅲ選留的三角帆蚌L*值較低，顯著低于其他 4 種選擇方法，其中，方法Ⅳ的L*值最大(P＜ 0.05)。方法Ⅳ的a*值最大，顯著高于其他6種選擇方法選留的三角帆蚌(P＜ 0.05)。方法Ⅱ和方法Ⅲ的b*值最大，顯著高于方法Ⅵ，方法Ⅳ的b*值最小(P＜ 0.05)。方 法Ⅰ～方法Ⅲ的dE*值最大(圖3)，三者間無顯著差異，除方法Ⅲ與方法Ⅴ間未見顯著差異外，該3種方法的dE*值均顯著大于其他方法。

圖2 不同選擇方法對(duì)三角帆蚌生長(zhǎng)性狀的影響 Fig.2 Effects of different selection methods on growth traits of H.cumingii

圖3 不同選擇方法對(duì)三角帆蚌內(nèi)殼色參數(shù)的影響 Fig.3 Effects of different selection methods on inner shell color parameters of H.cumingii

以貝殼深紫色(PN)為第2選擇性狀的方法Ⅰ～方法Ⅲ(SL×PN)中，貝殼深紫色的中選率分別為20%、33%和50%，各方法選留三角帆蚌的顏色參數(shù)均無顯著差異；以貝殼深紫色為第1選擇性狀的方法Ⅳ～方法 Ⅵ(PN×SL)中，貝殼深紫色的中選率分別為50%、30%和20%，方法Ⅳ各顏色參數(shù)性狀與其他各組相比，均呈現(xiàn)顯著差異，方法Ⅴ和方法Ⅵ間各顏色參數(shù)無顯著差異。

3 討論

近年來，市場(chǎng)和消費(fèi)者對(duì)淡水珍珠質(zhì)量的要求越來越高，培育優(yōu)質(zhì)淡水珍珠蚌、提升珍珠質(zhì)量是淡水珍珠產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效、綠色發(fā)展的必經(jīng)之路。李祥孔等(2017)和欒生等(2008)研究表明，在水產(chǎn)動(dòng)物育種中，進(jìn)行個(gè)體選擇或者家系選擇時(shí)，育種值選擇效率都顯著高于表型值選擇，但是，在三角帆蚌的實(shí)際育種工作中，單純的家系選育會(huì)提高近交衰退率，從顏色參數(shù)和生長(zhǎng)性狀育種值高的家系中，選擇顏色較好且生長(zhǎng)較快的個(gè)體補(bǔ)充選育群體，可降低減少近交系數(shù)(吳雷明等,2016)。對(duì)照組Ⅶ和其他6種選擇方法的結(jié)果顯示，憑借常規(guī)經(jīng)驗(yàn)選出的三角帆蚌生長(zhǎng)性狀和殼色表現(xiàn)不突出，這進(jìn)一步說明優(yōu)化選育方法的必要性。三角帆蚌是我國(guó)最主要的淡水育珠母蚌，本研究以殼長(zhǎng)性狀和貝殼顏色深紫為選育指標(biāo)，對(duì)三角帆蚌進(jìn)行早期復(fù)合選擇，以期優(yōu)化選擇方法，為今后的選育工作提供一定的基礎(chǔ)。

3.1 三角帆蚌生長(zhǎng)和殼色性狀的選擇順序?qū)x擇效果的影響

本研究以不同的順序依次選擇性狀，研究三角帆蚌生長(zhǎng)和殼色性狀早期復(fù)合選擇效應(yīng)發(fā)現(xiàn)，以貝殼深紫色(PN)為第1選擇性狀的方法(PN×SL)可以選育出后期生長(zhǎng)性狀更優(yōu)的三角帆蚌，表明對(duì)于生長(zhǎng)性狀的早期選擇效果優(yōu)于以殼長(zhǎng)性狀(SL)為第1選擇性狀的選擇方法(SL×PN)；以殼長(zhǎng)性狀為第1選擇性狀的方法(SL×PN)選出的三角帆蚌，后期貝殼紫色表現(xiàn)更優(yōu)，表明對(duì)于殼色的早期選擇效果優(yōu)于以貝殼深紫色為第1選擇性狀的選擇方法(PN × SL)。以上結(jié)果表明，選擇順序?qū)τ谶x擇效果影響顯著，目標(biāo)性狀的選擇順序不同，導(dǎo)致選擇方法的選擇效果不同。在實(shí)際生產(chǎn)中依次選擇時(shí)，對(duì)于更加關(guān)注的目標(biāo)性狀，應(yīng)該最后選擇，選擇效果更佳。供片貝提供外套膜細(xì)胞小片給育珠貝，育珠貝接受細(xì)胞小片，細(xì)胞小片形成珍珠囊，珍珠囊分泌珍珠質(zhì)形成珍珠，珍珠的培育過程需要 供片貝和育珠貝共同參與(吳曼等,2014)。供片貝對(duì)珍珠顏色性狀的影響很大，同種育珠貝對(duì)珍珠顏色性狀影響較小，主要對(duì)珍珠的生長(zhǎng)速度起著關(guān)鍵作用(Zhaoet al,2013; 劉越,2013; 白志毅等,2008; 徐在寬等,1992)。李清清等(2015)對(duì)于紫色三角帆蚌選育系F5育珠性狀的研究發(fā)現(xiàn)，供片貝內(nèi)殼色dE越大，所產(chǎn)紫色珍珠比例越大。張文府(2013)通過將育珠貝家系和小片貝家系分開選育以研究 4 種殼色的馬氏珠母貝(Pinctada martensi)。所以，在培育三角帆蚌稚蚌的時(shí)候，憑借以貝殼深紫色為第1選擇性狀的選擇方法(PN×SL)挑選育珠貝，憑借以殼長(zhǎng)作為第1選擇性狀的選擇方法(SL× PN)挑選供片貝，將供片貝和育珠貝分開選育，既便于工人管理又可節(jié)省養(yǎng)殖成本。

3.2 早期中選率對(duì)三角帆蚌生長(zhǎng)性狀和殼色選擇效果的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，不同中選率對(duì)選留個(gè)體性狀的選擇效果不同，方法Ⅰ～方法Ⅲ的殼長(zhǎng)性狀中選率逐漸降低，貝殼深紫色(PN)中選率逐漸提高，方法Ⅰ和方法Ⅲ對(duì)于生長(zhǎng)性狀的早期選擇效應(yīng)優(yōu)于方法Ⅱ，這3種方法選留個(gè)體的顏色參數(shù)卻均未見顯著差異。選擇方法Ⅳ～方法Ⅵ的殼長(zhǎng)性狀(SL)中選率逐漸提高、貝殼深紫色(PN)中選率逐漸降低，方法Ⅳ和方法Ⅵ的對(duì)于生長(zhǎng)性狀的早期選擇效應(yīng)優(yōu)于方法Ⅴ，方法Ⅳ選留個(gè)體的顏色參數(shù)與其他方法均呈顯著差異，方法Ⅴ和方法Ⅵ間各顏色參數(shù)卻未見顯著差異。以上結(jié)果表明，中選率和性狀選擇效果不是線性關(guān)系。

貝殼深紫色性狀被選順序不同中選率相同的方法中，選擇方法的選擇效果不同。方法Ⅰ和方法Ⅵ的殼長(zhǎng)性狀(SL)中選率為50%，貝殼深紫色(PN)中選率為 20%時(shí)，僅選留個(gè)體后期的外套膜重存在顯著差異，其他生長(zhǎng)性狀間未呈現(xiàn)顯著差異(P＜ 0.05)，但方法Ⅰ選留三角帆蚌貝殼顏色參數(shù)L*和dE*大于方法Ⅵ，方法Ⅰ對(duì)貝殼紫色的選擇效果優(yōu)于方法Ⅵ。方法Ⅲ和方法Ⅳ的殼長(zhǎng)性狀(SL)中選率是20%，貝殼深紫色性狀(PN)中選率為50%時(shí)，這2種方法選留個(gè)體后期各生長(zhǎng)性狀均未呈現(xiàn)顯著差異，方法Ⅲ各顏色參數(shù)性狀與方法Ⅳ均呈現(xiàn)顯著差異，方法Ⅲ對(duì)貝殼紫色的選擇效果優(yōu)于方法Ⅳ。從以上結(jié)果可以看出，選擇效果不僅和中選率有關(guān)，還受復(fù)合選擇效應(yīng)的綜合影響。在大型育珠工作中，提高育珠貝的生長(zhǎng)速度，盡快達(dá)到插片規(guī)格，提高供片貝的貝殼深紫色度，選育出貝殼深紫性狀優(yōu)良的三角帆蚌供片貝和生長(zhǎng)性狀優(yōu)良的三角帆蚌育珠貝，這是培育優(yōu)質(zhì)紫色珍珠的有效方法。本研究以貝殼深紫色和殼長(zhǎng)為目標(biāo)性狀，依次選擇生長(zhǎng)性狀和殼色性狀來研究三角帆蚌生長(zhǎng)和殼色性狀的復(fù)合選擇效果，可為三角帆蚌復(fù)合選育工作提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。