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.大連海洋大學水產與生命學院，遼寧大連 1 160232；2.大連天正實業(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、中國東海和黃海的溯河洄游產卵魚類，而且憑借著極佳的口感和豐富的營養(yǎng)，成為出口創(chuàng)匯重要的海珍品之一[1]。中國古代素有“拼死吃河鲀”的說法，為嘗鮮而中毒的事件時有發(fā)生，因為野生河鲀體內有河鲀毒素，食用前處理不當會使人神經麻痹導致昏迷甚至死亡，所以河鲀一度被國家列入禁止食用和市場流通的名單。國內的部分河鲀養(yǎng)殖企業(yè)聯(lián)合高等院校和科研院所，經過多年的科研攻關，已開發(fā)了控毒技術進行養(yǎng)殖無毒河鲀。2016 年中國開始有條件開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)殖暗紋東方鲀在國內有條件的解禁，促使這2 種河鲀魚的養(yǎng)殖規(guī)模迅速增加。據中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒統(tǒng)計，2015-2018 年河鲀養(yǎng)殖總量均達到2 萬t 以上，但是和其他重要海水魚比依然有很大上升空間。河鲀養(yǎng)殖產業(yè)的問題體現(xiàn)在養(yǎng)殖技術、種質資源、規(guī)制監(jiān)督、市場營銷等方面[2]，由于多年來河鲀魚的品種培育工作相對滯后，缺少生長速度快、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群體及其子代完成，由于親本群體遺傳多樣性有限會導致近交衰退，紅鰭東方鲀種苗可能有長勢不足、抗病力弱等問題，影響經濟效益[3]。所以想要突破紅鰭東方鲀產量的瓶頸首先做好遺傳育種工作的基礎。

選擇育種技術是水產動物品種遺傳改良中應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)境因素的相對比例[4]。對預測和評估性狀的選擇效果具有重要意義。遺傳力估計受多種因素的影響，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]。在水產養(yǎng)殖物種中，每代選擇在生長速度上的遺傳增益大于12%[5]，所以做好選擇育種很重要，尤其遺傳力的評估等基礎工作。盡管我國紅鰭東方鲀養(yǎng)殖在增養(yǎng)殖技術方面如育苗[6]、病害防治[7]、飼料與營養(yǎng)[8]、土池養(yǎng)殖、工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖和海上網箱養(yǎng)殖[9]等方面取得了較大的進展，而且在生長性狀方面[10-16]以及分子標記群體選育標準[17]等內容也進行了研究和探索，但在育種工作中需要進一步加強。本課題組于海龍等[18]估計的紅鰭東方鲀7 月齡（210 日齡）和12 月齡（360 日齡）體重、體長和全長的遺傳力為中遺傳力和高遺傳力，而劉永新等[19]估計的紅鰭東方鲀7 月齡（200 日齡）體質量、體長遺傳力為低遺傳力和中低遺傳力，兩者之間有較大差異，需進一步進行驗證研究。為進行紅鰭東方鲀不同階段生長性狀的遺傳力估計，本研究利用本課題組構建并選育的家系生長性狀測定數(shù)據，進行了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、體長和全長等的遺傳力估計，旨在豐富紅鰭東方鲀生長性狀遺傳參數(shù)的基礎數(shù)據，為紅鰭東方鲀新品種培育提供理論依據。

1 材料及方法

1.1 實驗材料

2019 年3-4 月，在大連天正實業(yè)有限公司設于唐山曹妃甸的養(yǎng)殖場以單組配對方式構建了全同胞家系18 個，在1 月齡、2 月齡時選留了10 個家系，在18 月時齡選留了4 個家系。2020 年3-4 月，以單組配對方式構建了全同胞家系32 個，在6 月齡選留了12 個家系。家系的育苗、養(yǎng)殖與管理按該場常規(guī)方法進行，在水泥池育苗，每日投喂4～5 餐（每隔3～4 h），使用輪蟲做開口料，隨著個體變大逐漸添加鹵蟲幼體和鹵蟲，1 個月以后可以適量添加冰鮮玉筋魚魚糜。按該場的管理2 月齡時轉移至40 畝土池和2 齡魚混養(yǎng)，投喂粉碎的冰鮮玉筋魚，6 月齡以后可以視情況添加完整玉筋魚，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 生長性狀的測量

測定了2019 年構建并選育的10 個全同胞家系1 月齡、2 月齡以及其中4 個家系的18 月齡時的體重、體長、全長。測定了2020 年構建并選育的6 月齡時的體重、體長、全長。測定生長性狀時，每個生長階段每個家系隨機選取約100 個個體。

1.2.2 數(shù)據整理與分析方法

將收集的數(shù)據匯總整理到Excel 表格中，運用SPSS 22 進行計算平均值、標準差、多重比較和方差分析，將SPSS 方差分析結果代入表型變量的方差組成（表1）算出各個方差組分，使用動物遺傳學[20]中全同胞相關法、半同胞相關法估計遺傳力和遺傳相關的公式進行計算。代入公式計算遺傳力標準誤并進行t 檢驗。計算體重、體長、全長3 個性狀間遺傳相關（使用遺傳相關公式）和表型相關（皮爾遜系數(shù)）。

1.3 數(shù)據分析

1.3.1 生長性狀表型值方差組分分析

本研究的生長性狀表型值資料方差分析和均方構成見表1[21]。表1 中為全同胞家系間方差組分，為全同胞家系內（個體間）方差方差組分為育種值方差，為表型值方差，n0為平均組內個體數(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成Tab.1 Analysis of variance of phenotype values and mean square composition

本研究采用了動物遺傳學[20]中全同胞相關法估計遺傳力，本實驗的全同胞家系間無父系半同胞或母系半同胞關系，子女的基因加性效應值，即育種值，一半來自父親（父親間方差為），一半來自母親（母親間方差為），而本數(shù)據中育種值完全由家系親本組合所決定且無法分割開父母本，所以推導=+=，則本實驗全同胞家系內相關系數(shù)。

式中：r1為組內相關系數(shù)（在本實驗中即rFS=h2）；dfF為組間自由度F-1；n0為平均組內個體數(shù)（N-F）/F。

1.3.2 遺傳相關和表型相關計算方法

遺傳相關計算使用了動物遺傳學中同胞協(xié)方差法：

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

表型相關由SPSS 22 中雙變量相關模塊的皮爾遜相關系數(shù)計算3 個性狀任意兩者之間的相關系數(shù)。

2 結果與分析

2.1 各家系生長性狀測量結果統(tǒng)計與分析

紅鰭東方鲀1 月齡和2 月齡時的生長性狀測定統(tǒng)計結果見表2。由表2 可知，家系5、6、11、3 是生長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體留種；而家系6、9 是變異系數(shù)較大但生長狀況一般，可以作為個體選種的備選家系。家系3、5、14 變異系數(shù)較小，個體大小均一適宜規(guī)模飼養(yǎng)和上市；紅鰭東方鲀6 月齡時的生長性狀測定統(tǒng)計結果見表3。由表3 可知，家系12、16、24 生長性狀較好，該家系親本及子代可以在挑選育種材料時優(yōu)先考慮。家系23 生長性狀變異系數(shù)均最低，個體大小均勻，適合進行規(guī)模養(yǎng)殖和上市；紅鰭東方鲀18 月齡時的生長性狀測定統(tǒng)計結果見表4。由表4 可知，家系14、9 生長性狀較好，可以選擇親本組合或者子代留種，家系13 各生長性狀變異系數(shù)最低，大小均勻，適宜規(guī)模飼養(yǎng)和上市。

表2 1 月齡、2 月齡生長性狀測定與數(shù)據分析Tab.2 Analysis of growth traits of 1 month and 2 month

表3 6 月齡生長性狀測定與數(shù)據分析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、體長和全長的分析Tab.4 Genetic and phenotypic correlations among traits at each age

2.2 各月齡群體生長性狀數(shù)據的單因素方差分析結果

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

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

2.3 遺傳力計算結果

紅鰭東方鲀各月齡生長性狀的遺傳力估計結果見表6，1 月齡的各個性狀遺傳力分別0.73、0.65、0.66，但t 檢驗結果顯示不顯著（和該群體家系自由度對應的0.05 和0.01 水平t 值比較后均未達到）；而2 月齡的體重遺傳力0.48，體長和全長在0.38、0.35，但t 檢驗結果顯示不顯著；6 月齡體重遺傳力為0.23，體長和全長遺傳力為0.19、0.16，且t 檢驗結果顯著（P＜0.05），具有準確性；18 月齡體重遺傳力為0.23，體長和全長遺傳力為0.16、0.19，t 檢驗結果不顯著。生長性狀遺傳力隨月齡變化的變化趨勢見圖1，遺傳力隨時間推移逐漸降低，并趨于穩(wěn)定在0.15～0.25 范圍。

圖1 生長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 各月齡生長性狀方差分析和遺傳力估計Tab.6 Growth trait variance analysis and genetic force estimation

2.4 各月齡的性狀間的遺傳相關和表型相關

各月齡的性狀間的遺傳相關和表型相關結果見表7，從表7 中可以看到除18 月齡各性狀間遺傳相關在顯著相關外，其余各月齡各性狀間遺傳相關和表型相關均在0.8 以上，屬高度正相關（按相關系數(shù)定義的判斷標準，0.5～0.8 顯著相關，0.8～1 高度相關）。表型相關結果均達到極顯著水平（P＜0.05）。

表7 各月齡各性狀間遺傳相關與表型相關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

選擇育種的最終目的是挑選有最佳育種價值的動物作為下一代的父母，為此我們需要選擇遺傳特征優(yōu)良的個體，但是因為常用于生長性狀選擇的依據大多是表型值，所以需要使用遺傳力去估計生長性狀的選擇對群體遺傳特征的影響大小。當性狀高度可遺傳時，選擇比雜交和養(yǎng)殖管理更重要，但當性狀低度可遺傳時，選擇是不如雜交和養(yǎng)殖管理動物更合適的[22]。遺傳力在由多基因控制的生長性狀選擇時具有重要作用。我們需要根據遺傳力的大小去調整育種計劃使優(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果代入到遺傳力計算公式即可估計出紅鰭東方鲀生長性狀遺傳力，計算簡便且通俗易懂。本實驗選擇的生長時期均為紅鰭東方鲀養(yǎng)殖中的重要節(jié)點，1、2 月齡是苗種交易與轉入土池或網箱的重要時期，而6 月齡是回越冬池的時間節(jié)點，18 月齡是上市及親本選擇的重要時期，所以進行遺傳力估計有助于制定選擇計劃從而提高選擇效率。遺傳力根據數(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 月齡的各生長性狀遺傳力屬超高遺傳力，t 檢驗結果顯示不顯著；2 月齡體重遺傳力屬于高遺傳力，2 月齡體長和全長遺傳力屬于中等遺傳力，但t 檢驗結果顯示不顯著；6 月齡體重遺傳力為0.23 屬于中度遺傳力，體長和全長遺傳力為0.19、0.16，屬于中低遺傳力，且t 檢驗結果顯著（P＜0.05），具有準確性；18 月齡體重遺傳力為0.23 屬于中遺傳力，體長和全長遺傳力為0.16、0.19，屬于中低遺傳力，t 檢驗結果不顯著。許多海洋生物生長發(fā)育所報道的遺傳力結果在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Gadus morhua[27]、金鯛Sparus aurata[28]。本研究結果完全處在這個范圍。劉永新[20]用最優(yōu)遺傳模型估計了16 個紅鰭東方鲀全同胞家系200 日齡生長性狀的遺傳力，體重、體長的遺傳力估計值為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，加性遺傳效應被降低，遺傳力估計值也就被降低了。所以，本研究所使用全同胞相關法在估計6 月齡階段紅鰭東方鲀遺傳力時計算簡便且較為準確。生長性狀遺傳力1 月齡時最大且隨著月齡增加有明顯的降低趨勢（見圖1），并最終停留在中遺傳力、中低遺傳力范圍。在尼羅羅非魚各性狀的遺傳力中也有隨著月齡增長而減小情況，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：首先是母本效應影響，因為母本效應在生長早期階段發(fā)揮作用[30]，且隨日齡增加母本效應逐漸降低，本研究所使用的方法無法考慮到母本效應；其次1、2 月齡個體偏小導致測定誤差較大，且家系間生長差異相對較大，數(shù)據精確度不夠高所以遺傳力估計也受到影響。由于本研究未考慮到母本效應以及測量誤差等因素的影響，導致1、2 月齡結果不顯著，所以以后估計低齡個體遺傳力時需要考慮母本效應以及數(shù)據精確度問題。本研究所用遺傳力估計方法無法考慮母本效應所以不適用1、2 月齡等發(fā)育旺盛時期紅鰭東方鲀遺傳力計算，適用6 月齡以上全同胞家系群體。18 月齡遺傳力t 檢驗結果不顯著的主要原因是家系數(shù)量偏少，所以在估計遺傳力時需保證采樣量充足，才能使結果有信度。

綜上，本研究估計的紅鰭東方鲀6 月齡體重遺傳力為0.23，體長和全長遺傳力為0.19、0.16，且t 檢驗結果顯著（P＜0.05），具有準確性，屬中等、中低遺傳力，其他月齡遺傳力結果未達到顯著水平，6 月齡時適合進行家系選育和群體選育。而且在進行遺傳力估計時需要考慮樣本量、采樣時間、測量數(shù)據精確度和遺傳力估計方法的適用性等問題。本研究豐富了紅鰭東方鲀生長性狀遺傳參數(shù)的基礎數(shù)據，為紅鰭東方鲀新品種培育提供理論依據。

3.2 紅鰭東方鲀生長性狀的遺傳相關和表型相關

生長性狀中的體重、體長、全長均為重要的經濟性狀。除18 月齡各性狀間遺傳相關性為顯著相關外，其余各月齡各性狀間遺傳相關和表型相關均在0.8 以上，屬高度正相關。結果與海鱸[4]的生長性狀相關性結果一致。18 月齡遺傳相關較低主要是家系數(shù)過少的原因。紅鰭東方鲀體重、體長、全長間相關性較強，但由于紅鰭東方鲀體重、全長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，所以在研究其生長性狀時需考慮結合體重、體長、全長的情況研究和指定出一個合理的指標，去整體評估生長的情況以便篩選。