馬文超，楊 曉，王 寧，徐 浩，包玉龍，劉圣聰，仇雪梅，孟雪松，王秀利

（1.大連海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，遼寧大連 1 160232；2.大連天正實(shí)業(yè)有限公司,遼寧大連 116011）

紅鰭東方鲀Takifugu rubripes 是一種廣泛分布于日本海、中國(guó)東海和黃海的溯河洄游產(chǎn)卵魚(yú)類，而且憑借著極佳的口感和豐富的營(yíng)養(yǎng)，成為出口創(chuàng)匯重要的海珍品之一[1]。中國(guó)古代素有“拼死吃河鲀”的說(shuō)法，為嘗鮮而中毒的事件時(shí)有發(fā)生，因?yàn)橐吧喻凅w內(nèi)有河鲀毒素，食用前處理不當(dāng)會(huì)使人神經(jīng)麻痹導(dǎo)致昏迷甚至死亡，所以河鲀一度被國(guó)家列入禁止食用和市場(chǎng)流通的名單。國(guó)內(nèi)的部分河鲀養(yǎng)殖企業(yè)聯(lián)合高等院校和科研院所，經(jīng)過(guò)多年的科研攻關(guān)，已開(kāi)發(fā)了控毒技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)殖無(wú)毒河鲀。2016 年中國(guó)開(kāi)始有條件開(kāi)放了紅鰭東方鲀和暗紋東方鲀養(yǎng)殖。養(yǎng)殖紅鰭東方鲀和養(yǎng)殖暗紋東方鲀?cè)趪?guó)內(nèi)有條件的解禁，促使這2 種河鲀魚(yú)的養(yǎng)殖規(guī)模迅速增加。據(jù)中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒統(tǒng)計(jì)，2015-2018 年河鲀養(yǎng)殖總量均達(dá)到2 萬(wàn)t 以上，但是和其他重要海水魚(yú)比依然有很大上升空間。河鲀養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的問(wèn)題體現(xiàn)在養(yǎng)殖技術(shù)、種質(zhì)資源、規(guī)制監(jiān)督、市場(chǎng)營(yíng)銷等方面[2]，由于多年來(lái)河鲀魚(yú)的品種培育工作相對(duì)滯后，缺少生長(zhǎng)速度快、抗病抗逆新品種，因此河鲀新品種培育工作十分重要、十分迫切。目前出口紅鰭東方鲀的育種工作需靠日本引進(jìn)群體及其子代完成，由于親本群體遺傳多樣性有限會(huì)導(dǎo)致近交衰退，紅鰭東方鲀種苗可能有長(zhǎng)勢(shì)不足、抗病力弱等問(wèn)題，影響經(jīng)濟(jì)效益[3]。所以想要突破紅鰭東方鲀產(chǎn)量的瓶頸首先做好遺傳育種工作的基礎(chǔ)。

選擇育種技術(shù)是水產(chǎn)動(dòng)物品種遺傳改良中應(yīng)用較為廣泛的育種方法[4]。遺傳力在選擇育種中是重要的遺傳參數(shù)，是衡量遺傳因素與環(huán)境因素的相對(duì)比例[4]。對(duì)預(yù)測(cè)和評(píng)估性狀的選擇效果具有重要意義。遺傳力估計(jì)受多種因素的影響，如遺傳背景、遺傳變異、樣本量、培養(yǎng)條件和群體選擇的世代數(shù)[5-6]。在水產(chǎn)養(yǎng)殖物種中，每代選擇在生長(zhǎng)速度上的遺傳增益大于12%[5]，所以做好選擇育種很重要，尤其遺傳力的評(píng)估等基礎(chǔ)工作。盡管我國(guó)紅鰭東方鲀養(yǎng)殖在增養(yǎng)殖技術(shù)方面如育苗[6]、病害防治[7]、飼料與營(yíng)養(yǎng)[8]、土池養(yǎng)殖、工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖和海上網(wǎng)箱養(yǎng)殖[9]等方面取得了較大的進(jìn)展，而且在生長(zhǎng)性狀方面[10-16]以及分子標(biāo)記群體選育標(biāo)準(zhǔn)[17]等內(nèi)容也進(jìn)行了研究和探索，但在育種工作中需要進(jìn)一步加強(qiáng)。本課題組于海龍等[18]估計(jì)的紅鰭東方鲀7 月齡（210 日齡）和12 月齡（360 日齡）體重、體長(zhǎng)和全長(zhǎng)的遺傳力為中遺傳力和高遺傳力，而劉永新等[19]估計(jì)的紅鰭東方鲀7 月齡（200 日齡）體質(zhì)量、體長(zhǎng)遺傳力為低遺傳力和中低遺傳力，兩者之間有較大差異，需進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證研究。為進(jìn)行紅鰭東方鲀不同階段生長(zhǎng)性狀的遺傳力估計(jì)，本研究利用本課題組構(gòu)建并選育的家系生長(zhǎng)性狀測(cè)定數(shù)據(jù)，進(jìn)行了1 月齡（30 日齡）、2 月齡（60 日齡）、6 月齡（180 日齡）和18 月齡（540 日齡）的體重、體長(zhǎng)和全長(zhǎng)等的遺傳力估計(jì)，旨在豐富紅鰭東方鲀生長(zhǎng)性狀遺傳參數(shù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為紅鰭東方鲀新品種培育提供理論依據(jù)。

1 材料及方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

2019 年3-4 月，在大連天正實(shí)業(yè)有限公司設(shè)于唐山曹妃甸的養(yǎng)殖場(chǎng)以單組配對(duì)方式構(gòu)建了全同胞家系18 個(gè)，在1 月齡、2 月齡時(shí)選留了10 個(gè)家系，在18 月時(shí)齡選留了4 個(gè)家系。2020 年3-4 月，以單組配對(duì)方式構(gòu)建了全同胞家系32 個(gè)，在6 月齡選留了12 個(gè)家系。家系的育苗、養(yǎng)殖與管理按該場(chǎng)常規(guī)方法進(jìn)行，在水泥池育苗，每日投喂4～5 餐（每隔3～4 h），使用輪蟲(chóng)做開(kāi)口料，隨著個(gè)體變大逐漸添加鹵蟲(chóng)幼體和鹵蟲(chóng)，1 個(gè)月以后可以適量添加冰鮮玉筋魚(yú)魚(yú)糜。按該場(chǎng)的管理2 月齡時(shí)轉(zhuǎn)移至40 畝土池和2 齡魚(yú)混養(yǎng)，投喂粉碎的冰鮮玉筋魚(yú)，6 月齡以后可以視情況添加完整玉筋魚(yú)，盡量保證家系間養(yǎng)殖環(huán)境、餌料、管理等條件一致。

1.2 方法

1.2.1 生長(zhǎng)性狀的測(cè)量

測(cè)定了2019 年構(gòu)建并選育的10 個(gè)全同胞家系1 月齡、2 月齡以及其中4 個(gè)家系的18 月齡時(shí)的體重、體長(zhǎng)、全長(zhǎng)。測(cè)定了2020 年構(gòu)建并選育的6 月齡時(shí)的體重、體長(zhǎng)、全長(zhǎng)。測(cè)定生長(zhǎng)性狀時(shí)，每個(gè)生長(zhǎng)階段每個(gè)家系隨機(jī)選取約100 個(gè)個(gè)體。

1.2.2 數(shù)據(jù)整理與分析方法

將收集的數(shù)據(jù)匯總整理到Excel 表格中，運(yùn)用SPSS 22 進(jìn)行計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、多重比較和方差分析，將SPSS 方差分析結(jié)果代入表型變量的方差組成（表1）算出各個(gè)方差組分，使用動(dòng)物遺傳學(xué)[20]中全同胞相關(guān)法、半同胞相關(guān)法估計(jì)遺傳力和遺傳相關(guān)的公式進(jìn)行計(jì)算。代入公式計(jì)算遺傳力標(biāo)準(zhǔn)誤并進(jìn)行t 檢驗(yàn)。計(jì)算體重、體長(zhǎng)、全長(zhǎng)3 個(gè)性狀間遺傳相關(guān)（使用遺傳相關(guān)公式）和表型相關(guān)（皮爾遜系數(shù)）。

1.3 數(shù)據(jù)分析

1.3.1 生長(zhǎng)性狀表型值方差組分分析

本研究的生長(zhǎng)性狀表型值資料方差分析和均方構(gòu)成見(jiàn)表1[21]。表1 中為全同胞家系間方差組分，為全同胞家系內(nèi)（個(gè)體間）方差方差組分為育種值方差，為表型值方差，n0為平均組內(nèi)個(gè)體數(shù)n0=（N-F）/F，F(xiàn) 為家系數(shù)，N 為該月齡樣本數(shù)。

表1 表型值方差分析和均方構(gòu)成Tab.1 Analysis of variance of phenotype values and mean square composition

本研究采用了動(dòng)物遺傳學(xué)[20]中全同胞相關(guān)法估計(jì)遺傳力，本實(shí)驗(yàn)的全同胞家系間無(wú)父系半同胞或母系半同胞關(guān)系，子女的基因加性效應(yīng)值，即育種值，一半來(lái)自父親（父親間方差為），一半來(lái)自母親（母親間方差為），而本數(shù)據(jù)中育種值完全由家系親本組合所決定且無(wú)法分割開(kāi)父母本，所以推導(dǎo)=+=，則本實(shí)驗(yàn)全同胞家系內(nèi)相關(guān)系數(shù)。

式中：r1為組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（在本實(shí)驗(yàn)中即rFS=h2）；dfF為組間自由度F-1；n0為平均組內(nèi)個(gè)體數(shù)（N-F）/F。

1.3.2 遺傳相關(guān)和表型相關(guān)計(jì)算方法

遺傳相關(guān)計(jì)算使用了動(dòng)物遺傳學(xué)中同胞協(xié)方差法：

式中：XY 為2 個(gè)性狀；cov 為協(xié)方差；covB為組間協(xié)方差；covF為家系間協(xié)方差；為家系內(nèi)方差為家系間方差。

表型相關(guān)由SPSS 22 中雙變量相關(guān)模塊的皮爾遜相關(guān)系數(shù)計(jì)算3 個(gè)性狀任意兩者之間的相關(guān)系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 各家系生長(zhǎng)性狀測(cè)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)與分析

紅鰭東方鲀1 月齡和2 月齡時(shí)的生長(zhǎng)性狀測(cè)定統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。由表2 可知，家系5、6、11、3 是生長(zhǎng)狀況均比較好的家系，家系親本組合可以作為以后育種工作中的主要搭配，也可從子代中挑選合適個(gè)體留種；而家系6、9 是變異系數(shù)較大但生長(zhǎng)狀況一般，可以作為個(gè)體選種的備選家系。家系3、5、14 變異系數(shù)較小，個(gè)體大小均一適宜規(guī)模飼養(yǎng)和上市；紅鰭東方鲀6 月齡時(shí)的生長(zhǎng)性狀測(cè)定統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。由表3 可知，家系12、16、24 生長(zhǎng)性狀較好，該家系親本及子代可以在挑選育種材料時(shí)優(yōu)先考慮。家系23 生長(zhǎng)性狀變異系數(shù)均最低，個(gè)體大小均勻，適合進(jìn)行規(guī)模養(yǎng)殖和上市；紅鰭東方鲀18 月齡時(shí)的生長(zhǎng)性狀測(cè)定統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表4。由表4 可知，家系14、9 生長(zhǎng)性狀較好，可以選擇親本組合或者子代留種，家系13 各生長(zhǎng)性狀變異系數(shù)最低，大小均勻，適宜規(guī)模飼養(yǎng)和上市。

表2 1 月齡、2 月齡生長(zhǎng)性狀測(cè)定與數(shù)據(jù)分析Tab.2 Analysis of growth traits of 1 month and 2 month

表3 6 月齡生長(zhǎng)性狀測(cè)定與數(shù)據(jù)分析Tab.3 Analysis of growth traits of 6 month

表4 18 月齡紅鰭東方鲀不同家系間體重、體長(zhǎng)和全長(zhǎng)的分析Tab.4 Genetic and phenotypic correlations among traits at each age

2.2 各月齡群體生長(zhǎng)性狀數(shù)據(jù)的單因素方差分析結(jié)果

從表5 中可以看出經(jīng)F 檢驗(yàn)，各性狀家系間方差分析結(jié)果均為極顯著（P＜0.01），方差分析結(jié)果可信度高。

表5 各月齡生長(zhǎng)性狀數(shù)據(jù)單因素方差分析Tab.5 Analysis of single factor ANOVA for growth traits at months

2.3 遺傳力計(jì)算結(jié)果

紅鰭東方鲀各月齡生長(zhǎng)性狀的遺傳力估計(jì)結(jié)果見(jiàn)表6，1 月齡的各個(gè)性狀遺傳力分別0.73、0.65、0.66，但t 檢驗(yàn)結(jié)果顯示不顯著（和該群體家系自由度對(duì)應(yīng)的0.05 和0.01 水平t 值比較后均未達(dá)到）；而2 月齡的體重遺傳力0.48，體長(zhǎng)和全長(zhǎng)在0.38、0.35，但t 檢驗(yàn)結(jié)果顯示不顯著；6 月齡體重遺傳力為0.23，體長(zhǎng)和全長(zhǎng)遺傳力為0.19、0.16，且t 檢驗(yàn)結(jié)果顯著（P＜0.05），具有準(zhǔn)確性；18 月齡體重遺傳力為0.23，體長(zhǎng)和全長(zhǎng)遺傳力為0.16、0.19，t 檢驗(yàn)結(jié)果不顯著。生長(zhǎng)性狀遺傳力隨月齡變化的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1，遺傳力隨時(shí)間推移逐漸降低，并趨于穩(wěn)定在0.15～0.25 范圍。

圖1 生長(zhǎng)性狀遺傳力隨月齡變化的情況Fig.1 Line gram of growth traits with monthly age

表6 各月齡生長(zhǎng)性狀方差分析和遺傳力估計(jì)Tab.6 Growth trait variance analysis and genetic force estimation

2.4 各月齡的性狀間的遺傳相關(guān)和表型相關(guān)

各月齡的性狀間的遺傳相關(guān)和表型相關(guān)結(jié)果見(jiàn)表7，從表7 中可以看到除18 月齡各性狀間遺傳相關(guān)在顯著相關(guān)外，其余各月齡各性狀間遺傳相關(guān)和表型相關(guān)均在0.8 以上，屬高度正相關(guān)（按相關(guān)系數(shù)定義的判斷標(biāo)準(zhǔn)，0.5～0.8 顯著相關(guān)，0.8～1 高度相關(guān)）。表型相關(guān)結(jié)果均達(dá)到極顯著水平（P＜0.05）。

表7 各月齡各性狀間遺傳相關(guān)與表型相關(guān)Tab.7 Genetic and phenotypic correlations among traits at each age

3 討論

3.1 紅鰭東方鲀的遺傳力估計(jì)

選擇育種的最終目的是挑選有最佳育種價(jià)值的動(dòng)物作為下一代的父母，為此我們需要選擇遺傳特征優(yōu)良的個(gè)體，但是因?yàn)槌Ｓ糜谏L(zhǎng)性狀選擇的依據(jù)大多是表型值，所以需要使用遺傳力去估計(jì)生長(zhǎng)性狀的選擇對(duì)群體遺傳特征的影響大小。當(dāng)性狀高度可遺傳時(shí)，選擇比雜交和養(yǎng)殖管理更重要，但當(dāng)性狀低度可遺傳時(shí)，選擇是不如雜交和養(yǎng)殖管理動(dòng)物更合適的[22]。遺傳力在由多基因控制的生長(zhǎng)性狀選擇時(shí)具有重要作用。我們需要根據(jù)遺傳力的大小去調(diào)整育種計(jì)劃使優(yōu)良苗種培育更有效率，并合理規(guī)劃育種和養(yǎng)殖手段。所以，遺傳力的估計(jì)在選擇育種中具有重要意義。

本研究中使用單因素方差分析結(jié)果代入到遺傳力計(jì)算公式即可估計(jì)出紅鰭東方鲀生長(zhǎng)性狀遺傳力，計(jì)算簡(jiǎn)便且通俗易懂。本實(shí)驗(yàn)選擇的生長(zhǎng)時(shí)期均為紅鰭東方鲀養(yǎng)殖中的重要節(jié)點(diǎn)，1、2 月齡是苗種交易與轉(zhuǎn)入土池或網(wǎng)箱的重要時(shí)期，而6 月齡是回越冬池的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，18 月齡是上市及親本選擇的重要時(shí)期，所以進(jìn)行遺傳力估計(jì)有助于制定選擇計(jì)劃從而提高選擇效率。遺傳力根據(jù)數(shù)值大小可分：低遺傳力0.05～0.15，中等遺傳力0.20～0.40，高遺傳力0.45～0.60，超高遺傳力0.65 以上[23]。1 月齡的各生長(zhǎng)性狀遺傳力屬超高遺傳力，t 檢驗(yàn)結(jié)果顯示不顯著；2 月齡體重遺傳力屬于高遺傳力，2 月齡體長(zhǎng)和全長(zhǎng)遺傳力屬于中等遺傳力，但t 檢驗(yàn)結(jié)果顯示不顯著；6 月齡體重遺傳力為0.23 屬于中度遺傳力，體長(zhǎng)和全長(zhǎng)遺傳力為0.19、0.16，屬于中低遺傳力，且t 檢驗(yàn)結(jié)果顯著（P＜0.05），具有準(zhǔn)確性；18 月齡體重遺傳力為0.23 屬于中遺傳力，體長(zhǎng)和全長(zhǎng)遺傳力為0.16、0.19，屬于中低遺傳力，t 檢驗(yàn)結(jié)果不顯著。許多海洋生物生長(zhǎng)發(fā)育所報(bào)道的遺傳力結(jié)果在0.12～0.79 范圍，如銀鮭Oncorhynchus kisutch[24]、褐鱒Salmo trutta[25]、尼羅羅飛Oreochromis niloticus[26]、鱈魚(yú)Gadus morhua[27]、金鯛Sparus aurata[28]。本研究結(jié)果完全處在這個(gè)范圍。劉永新[20]用最優(yōu)遺傳模型估計(jì)了16 個(gè)紅鰭東方鲀?nèi)蚁?00 日齡生長(zhǎng)性狀的遺傳力，體重、體長(zhǎng)的遺傳力估計(jì)值為0.16 和0.14，與本研究中同階段遺傳力接近但略低，因其模型中考慮了全同胞效應(yīng)，加性遺傳效應(yīng)被降低，遺傳力估計(jì)值也就被降低了。所以，本研究所使用全同胞相關(guān)法在估計(jì)6 月齡階段紅鰭東方鲀遺傳力時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)便且較為準(zhǔn)確。生長(zhǎng)性狀遺傳力1 月齡時(shí)最大且隨著月齡增加有明顯的降低趨勢(shì)（見(jiàn)圖1），并最終停留在中遺傳力、中低遺傳力范圍。在尼羅羅非魚(yú)各性狀的遺傳力中也有隨著月齡增長(zhǎng)而減小情況，遺傳力在3 月齡最高，4 月齡和5 月齡較低并相接近[29]。這種情況原因有很多可能：首先是母本效應(yīng)影響，因?yàn)槟副拘?yīng)在生長(zhǎng)早期階段發(fā)揮作用[30]，且隨日齡增加母本效應(yīng)逐漸降低，本研究所使用的方法無(wú)法考慮到母本效應(yīng)；其次1、2 月齡個(gè)體偏小導(dǎo)致測(cè)定誤差較大，且家系間生長(zhǎng)差異相對(duì)較大，數(shù)據(jù)精確度不夠高所以遺傳力估計(jì)也受到影響。由于本研究未考慮到母本效應(yīng)以及測(cè)量誤差等因素的影響，導(dǎo)致1、2 月齡結(jié)果不顯著，所以以后估計(jì)低齡個(gè)體遺傳力時(shí)需要考慮母本效應(yīng)以及數(shù)據(jù)精確度問(wèn)題。本研究所用遺傳力估計(jì)方法無(wú)法考慮母本效應(yīng)所以不適用1、2 月齡等發(fā)育旺盛時(shí)期紅鰭東方鲀遺傳力計(jì)算，適用6 月齡以上全同胞家系群體。18 月齡遺傳力t 檢驗(yàn)結(jié)果不顯著的主要原因是家系數(shù)量偏少，所以在估計(jì)遺傳力時(shí)需保證采樣量充足，才能使結(jié)果有信度。

綜上，本研究估計(jì)的紅鰭東方鲀6 月齡體重遺傳力為0.23，體長(zhǎng)和全長(zhǎng)遺傳力為0.19、0.16，且t 檢驗(yàn)結(jié)果顯著（P＜0.05），具有準(zhǔn)確性，屬中等、中低遺傳力，其他月齡遺傳力結(jié)果未達(dá)到顯著水平，6 月齡時(shí)適合進(jìn)行家系選育和群體選育。而且在進(jìn)行遺傳力估計(jì)時(shí)需要考慮樣本量、采樣時(shí)間、測(cè)量數(shù)據(jù)精確度和遺傳力估計(jì)方法的適用性等問(wèn)題。本研究豐富了紅鰭東方鲀生長(zhǎng)性狀遺傳參數(shù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為紅鰭東方鲀新品種培育提供理論依據(jù)。

3.2 紅鰭東方鲀生長(zhǎng)性狀的遺傳相關(guān)和表型相關(guān)

生長(zhǎng)性狀中的體重、體長(zhǎng)、全長(zhǎng)均為重要的經(jīng)濟(jì)性狀。除18 月齡各性狀間遺傳相關(guān)性為顯著相關(guān)外，其余各月齡各性狀間遺傳相關(guān)和表型相關(guān)均在0.8 以上，屬高度正相關(guān)。結(jié)果與海鱸[4]的生長(zhǎng)性狀相關(guān)性結(jié)果一致。18 月齡遺傳相關(guān)較低主要是家系數(shù)過(guò)少的原因。紅鰭東方鲀體重、體長(zhǎng)、全長(zhǎng)間相關(guān)性較強(qiáng)，但由于紅鰭東方鲀體重、全長(zhǎng)受到影響因素較多如受刺激后吐出食物、吸水和鼓氣而且普遍存在咬尾現(xiàn)象，所以在研究其生長(zhǎng)性狀時(shí)需考慮結(jié)合體重、體長(zhǎng)、全長(zhǎng)的情況研究和指定出一個(gè)合理的指標(biāo)，去整體評(píng)估生長(zhǎng)的情況以便篩選。