摘要：以1%为选择压力，以壳长为选择指标，对菲律宾蛤仔Ruditapesphilippinarum奶牛蛤品系进行了两个世代的连续混合选择,并跟踪测量了各试验组在不同生长阶段的壳长，计算了选择反应、现实遗传力和遗传获得等遗传参数。结果表明：在奶牛蛤两个世代的各个生长阶段，选择组的平均壳长均大于对照组；F2和F3世代的选择反应在幼虫培育期、稚贝培育期和幼贝养成期的平均值分别为1.98、0.72、0.64和1.10、0.68、0.74，总平均值分别为1.19和0.90；F2和F3世代的现实遗传力在幼虫期、稚贝期和幼贝期的平均值分别为0.43、0.16、0.14和0.41、0.26、0.28，总平均值分别为0.26和0.34；F2和F3世代的遗传获得在幼虫期、稚贝期和幼贝期的平均值分别为4.79%、17.81%、13.27%和5.60%、4.28%、16.30%，总平均值分别为10.78%和7.94%；F2和F3世代的总遗传获得在幼虫期、稚贝期和幼贝期的平均值分别为10.73%、15.56%、29.34%，总平均值为16.59%。研究表明，在高选择压力下进行两个世代蛤仔连续混合选择的方法获得的选育效果较为理想，且该群体仍具有一定的改良潜力。
关键词：蛤仔；选择压力；选择反应；现实遗传力；遗传获得
菲律宾蛤仔Ruditapesphilippinarum隶属于软体动物门、双壳纲、帘形目、帘蛤科、蛤仔属，俗称花蛤、沙蚬子等，是中国重要的滩涂养殖贝类。培育生长快、品质优、抗逆性强的优良新品种，是蛤仔养殖业健康发展的一条重要途径。闫喜武等[1]研究表明，菲律宾蛤仔奶牛蛤品系具有生长快、抗逆性强和产量高的特点，且后代均为奶牛蛤。按壳色划分，奶牛蛤品系在天然群体中占10%左右，是中国北方天然群体中产量最高的壳色品系。本研究中，以采用巢式设计建立的奶牛蛤全同胞家系作为基础选择群体，对其进行了两个世代的连续混合选择。
选择压力是指选作育种对象的个体数占选择前群体总个数的百分比，水产动物多数具有怀卵量大、繁殖力强的特性，这对于提高选择压力，淘汰更多个体是十分有利的[2]。蛤仔的繁殖力很强，一枚一龄蛤仔的一次产卵量为30万～40万粒[3]，这为提高蛤仔选育过程中的选择压力提供了前提条件。在现有关于贝类的选育研究中，对海湾扇贝[4]、菲律宾蛤仔[5-6]、杂色鲍[7]的选育均采用10%的选择压力，对华贵栉孔扇贝[8]采用5%的选择压力。鉴于菲律宾蛤仔的高繁殖力，为了提高选育效率，本研究中采用1%的选择压力，对菲律宾蛤仔奶牛蛤品系进行两个世代连续混合选择，计算并分析了选择反应、现实遗传力和遗传获得，以期评估该选择方法的选育效果，为蛤仔新品种选育提供基础数据。
1.1材料
于2010年8月，从辽宁省大连市石河镇海区采捕的野生菲律宾蛤仔中，挑选出贝壳完整、绞合力强的2龄奶牛蛤约500枚。奶牛蛤壳顶为白色或浅黄色，贝壳上有黑色、深墨绿色或深褐色不规则斑块，外观类似黑白花奶牛的毛色。
1.2方法
1.2.1 试验设计 采用巢式设计(♀∶♂=3∶1)，使用常见滩涂贝类的家系建立方法[9]，建立8个父系半同胞家系和24个全同胞家系。于2011年7月，将各家系子一代混合，得到蛤仔奶牛蛤品系的F1基础选择群体约5万枚。在此群体中随机取500枚，用数显游标卡尺测量壳长并记录数据，绘制壳长频率分布图(图1)。根据实际可操作性，在绘制频率分布图时，以0.5 mm分组。用随机抽取的这500枚蛤仔作为对照组(CG1)。根据频率分布图，利用截头法，以壳长最大的1%截点处壳长为标准(即频率分布图中最大的5个个体所在组壳长)，在F1基础群体中筛选出壳长大于或等于该截点处壳长的个体作为选择组(SG1)(实际所选亲本个数将在500枚上下小幅度波动)。
注：F1的1%截点壳长为18.0 mm
Note:Shell length at 1% cut point is 18.0 mm in F1
图1 蛤仔奶牛蛤品系F1基础群体壳长分布频率图及被选择的亲本(黑色部分)
Fig.1 Shell length frequency profile of basic population and selected parents (black parts) in F1generation in Manila clam strain with cow-like spots
将性腺发育成熟且处于临产状态的对照组和选择组亲贝移入室内，阴干8 h后，分别放入两个盛有新鲜沙滤海水的60 L白色聚乙烯塑料桶中，经2～3 h，亲贝开始产卵排精，以随机交配的方式构建子一代对照组CG1和选择组SG1。亲贝产卵1～2 h后移出亲贝，将桶中含受精卵的海水经洗卵等操作后分至若干桶中进行孵化，孵化密度为30～40个/mL。经24 h，受精卵全部发育为D形幼虫，再次分桶进行幼虫培育，幼虫密度为4～5个/mL。每2天调整各家系幼虫密度，保持每个桶中幼虫密度基本相同。根据幼虫生长状况，每天适量投饵2次，饵料为湛江等鞭金藻Isochrysiszhangjiangensis和小球藻Chlorellavulgaris(体积比为1 ∶1)；每2天全量换水1次，为避免不同试验组个体混杂，每组换水的筛绢网单独使用。幼虫变态后，进入稚贝培育期，此期适当加大投饵量。试验期间，保证光照、水质、温度、充气等各项条件和操作方法基本一致。待稚贝平均壳长大于500 μm后，装入60目网袋中，移入室外土池吊养。根据稚贝生长情况，定期更换网袋和调整每个网袋中幼贝的密度，保证每个网袋幼贝密度基本一致。幼贝在大连市庄河海洋村育苗场温室大棚内的同一个水泥池中越冬，于2012年春天重新移入土池中吊养。
2012年6月底，以选择组SG1的后代(即F2)约1.3万枚蛤仔作为子二代选择群体，随机抽取130枚作为同一世代内对照组(CG2)，同时从上一世代对照组CG1群体中随机抽取130枚作为世代间对照组(CC)。采取与上一个世代相同的方法，绘制壳长频率分布图(图2)，在F2基础群体中筛选出壳长大于或等于1%截点处壳长的个体130枚作为选择组(SG2)，用随机交配方式构建子三代的对照组CG2、CC和选择组SG2。幼虫的孵化、培育，以及稚贝和幼贝的养成方法均与上一世代相同。
壳长的测定:在幼虫和室内稚贝培育阶段，对照组和选择组均随机挑选3个桶，从每个桶中随机取30个个体，用目微尺(显微镜下)或数显游标卡尺测量壳长；在幼贝室外土池培育阶段，从每组随机选取3个网袋，从每个网袋中随机取30个个体，用数显游标卡尺测量壳长。
注：F2的1%截点壳长为22.0 mm
Note:Shell length at 1% cut point is 22.0 mm in F2
图2 蛤仔奶牛蛤品系F2被选择群体壳长分布频率图及被选择的亲本(黑色部分)
Fig.2 Shell length frequency profile of basic population and selected parents (black parts) of F2generation in Manila clam strain with cow-like spots
1.2.2 选择反应、现实遗传力和遗传获得的计算 选择反应是选择前后群体平均值的改变，它是选择亲本的子代与选择前整个亲代平均表型值之差。对于贝类，由于养殖环境的年度差异，可造成选择反应较大的年度差异，因此，必须建立一个相当于亲代的对照组。选择反应(R)为选择组与对照组的表型值之差，这个差值与对照组标准差的比值称为标准选择反应(RS)。通过标准选择反应，可对不同年份、不同遗传背景的选择反应进行比较[10]。标准选择反应(RS)的计算公式为
RS=(OS-OC)/SC。
(1)
其中：OS和OC分别为选择组和对照组子代的平均壳长；SC为对照组子代的标准差。
现实遗传力
)指亲本经人工选择后，子代实际能够获得的选择反应占亲本选择差的比值，其计算公式为
。
(2)
其中:i为选择强度，即标准化的选择差，当被选择的基础群体表型性状服从正态分布时，在1%的选择压力下，i值为2.6652；当被选择的基础群体表型性状不服从正态分布时，选择强度i的计算公式为
i=(PSG-PCG)/SP，
(3)
式中，PSG和PCG分别为选择组和对照组亲本的平均壳长，SP为对照组亲本的标准差[11]。
遗传获得(GG)也称遗传进展，是蛤仔群体经人工选择后，子代群体相对于亲本群体表型平均值的百分增量，其计算公式为
GG=(OS-OC)/OC×100%。
(4)
总遗传获得(GGA)为连续选择后产生的子代相对于第一代对照组的表型值平均值的百分增量，其计算公式为
GGA=(OS-OCC)/OCC×100%。
(5)
其中：OCC为从第一代对照组后代中随机挑选的与选择组OS有相同亲本数的对照组随机交配所产生的后代。
1.3数据处理
试验数据的预处理和方差分析均采用SPSS 18.0软件的ANOVA和t检验实现。
2.1两个世代蛤仔亲本群体的性状描述性统计、截点壳长和选择强度
F1和F2两个世代对照组CG、CC和选择组SG的平均壳长，以及对照组CG的变异系数、选择截点处壳长和选择强度如表1所示。F1世代的对照组CG1和F2世代的对照组CC来自同一群体随机交配产生的两个世代，在对壳长进行选择时均为11月龄，但两者的壳长存在显著性差异(P<0.05)，说明环境因素对两个世代的生长影响较大。由F2世代的对照组CG2和对照组CC的平均壳长可以初步判定，对F1世代的混合选择使群体壳长平均值提高了16.99%，选择也使群体变异系数降低了35%。用SPSS 18.0软件对从两个世代基础群体中随机抽取的500个个体的壳长进行K-S检验，结果F1世代群体不服从正态分布，由式(3)求得选择强度i为4.5524；F2世代群体服从正态分布，查表得到选择强度i为2.6652。
2.2两个世代蛤仔在各生长阶段的平均壳长
从表2 可见：在F2世代中，除60日龄时选择组SG1的平均壳长大于对照组CG1，但差异不显著(P>0.05)外，其他各生长阶段，选择组SG1的平均壳长均显著大于对照组CG1(P<0.05)；在F3世代中，除30日龄与60日龄时选择组SG2的平均壳长大于对照组CG2和CC，但差异不显著(P>0.05)外，其他各生长阶段，选择组SG2的平均壳长均显著大于对照组CG2和CC(P<0.05)。由于生长环境的年固定效应，在各个生长阶段，F2世代的生长均优于F3世代。
表1两个世代对照组和选择组蛤仔亲本群体的性状描述性统计、截点壳长和选择强度
Tab.1Descriptivestatistics,cut-pointsofshelllengthandselectionintensityofparentsinthecontrolandselectedgroupsinthetwogenerations
世代generation对照组CG平均壳长/mmaverageshelllengthinthecontrolgroup对照组CC平均壳长/mmaverageshelllengthinthecontrolgroup对照组CG变异系数/%CVinthecontrolgroup截点壳长/mmcut-pointsofshelllength选择组SG平均壳长/mmaverageshelllengthinselectedgroup选择强度selectionintensityF111 59±2 48a21 4018 022 88±2 04b4 5524F218 04±2 51a15 42±2 68b13 9122 022 47±0 35c2 6652
注：同列中标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同小写字母者表示组间无显著性差异(P>0.05)
Note:The means with different letters within the same column are significant differences at the 0.05 probability level, and the means with the same letters within the same column are not significant differences
表2两个世代对照组和选择组在各生长阶段的平均壳长
Tab.2Averageshelllengthatvariousgrowthperiodsinthecontrolandselectedgroupsintwogenerationsμm
培育期cultivationperiod日龄/ddayoldF2世代平均壳长averageshelllengthinF2SG1CG1F3世代平均壳长averageshelllengthinF3SG2CG2CC3129 00±3 05a125 33±5 07b136 33±12 73a128 67±14 56b118 00±14 24c幼虫培育期6204 67±13 06a189 33±3 65b196 33±16 91a181 00±7 59b179 67±12 99clarvastage9243 33±7 58a232 00±8 87b198 67±6 81a190 33±11 59b183 33±11 24c12245 00±5 09a237 33±4 50b210 33±10 33a203 00±6 51b191 67±3 79c稚贝培育期15325 00±68 52a284 00±53 47b237 67±5 04a225 67±10 40b202 67±14 84cjuvenilestage30526 67±87 78a434 67±140 04b490 67±106 96a475 33±75 37a431 00±111 68a605470±1350a4850±1410a5380±1350a4860±1270a4640±930a幼贝养成期12010120±2280a8770±1700b7350±1160a6030±1240b5150±650cspatstage27010220±2210a8920±2300b33018040±2510a16350±2220b
注：同行中标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同小写字母者表示组间无显著性差异(P>0.05)
Note:The means with different letters within the same line are significant differences at the 0.05 probability level, and the means with the same letters within the same line are not significant differences
2.3选择反应、现实遗传力和遗传获得
各生长阶段蛤仔奶牛蛤品系壳长的选择反应、现实遗传力和遗传获得如表3所示。F2世代在各发育期的标准选择反应(RS)依次为幼虫期>稚贝期>幼贝期，F3世代在各发育期的标准选择反应依次为幼虫期>幼贝期>稚贝期；两个世代标准选择反应的峰值均出现在6日龄，F2世代标准选择反应的总平均值(1.19)大于F3世代(0.90)。两个世代在各发育期的现实遗传力)的变化趋势与标准选择反应趋势相同；F2世代的现实遗传力为0.10～0.92，在幼虫期、稚贝期和幼贝期的现实遗传力平均值分别为0.43、0.16、0.14；F3世代的现实遗传力为0.08～0.76，在幼虫期、稚贝期和幼贝期的现实遗传力平均值分别为0.41、0.26、0.28；两个世代现实遗传力的峰值均出现在6日龄；在幼虫期，F2世代的现实遗传力略大于F3世代，而稚贝期和幼贝期，F3世代的现实遗传力均大于F2世代，F3世代现实遗传力的总平均值(0.34)也大于F2世代(0.26)。两个世代的遗传获得(GG)在幼虫期均较小，F2和F3世代遗传获得的平均值分别为4.79%和5.60%；稚贝期F2世代遗传获得的平均值(17.81)大于F3世代(4.28)，而在幼贝期F2世代遗传获得的平均值(13.27)小于F3世代(16.30)；F2世代遗传获得的总平均值(10.78%)大于F3世代(7.94%)。F3世代相对于F1世代，壳长在幼虫期、稚贝期和幼贝期的总遗传获得(GGA)分别为10.73%、15.56%和29.34%，总遗传获得平均值为16.59%。
表3两个世代的选择反应、现实遗传力和遗传获得
Tab.3Responsetoselection,realizedheritabilityandgeneticgainsintwogenerations
培育期cultivationperiod日龄dayold标准选择反应RSRSF2RSF3现实遗传力h2Rh2RF2h2RF3遗传获得GG/%GGF2GGF3GGA30 720 530 160 202 935 9515 53幼虫培育期64 202 020 920 768 108 479 27larvastage91 280 720 280 274 884 388 37121 701 130 370 423 233 619 74平均值average1 981 100 430 414 795 6010 73稚贝培育期150 771 150 170 4314 445 3217 27juvenilestage300 660 200 140 0821 173 2313 84平均值average0 720 680 160 2617 814 2815 56600 440 410 100 1512 7810 7015 95幼贝养成期1200 791 060 170 4015 3921 8942 72spatstage2700 570 1314 573300 760 1710 34平均值average0 640 740 140 2813 2716 3029 34总平均值totalaverage1 190 900 260 3410 787 9416 59
注：RSF2和RSF3分别表示F2和F3世代获得的标准选择反应；
和
分别表示两代选择后F2和F3世代的现实遗传力；GGF2、GGF3和GGA分别表示F2和F3世代的遗传获得和两代选择的总遗传获得
Note:RSF2andRSF3mean standard response to selection obtained by F2and by F3,respectively;andmean realized heritability of F2and by F3,respectively;GGF2,GGF3andGGAmean genetic gains and total genetic gains of sustained selection of F2, and F3,respectively
对数量性状进行选育的本质是通过人工选择改变控制某性状微效基因的基因频率。在选育过程中，中选群体后代经一代选择，性状未达到一致，就可通过连续多代混合选择，使该性状逐步稳定。在本研究中，F1世代壳长的变异系数为21.40%，经第一代选择后，F2世代群体获得了1.19的总平均选择反应和10.78%的遗传获得，现实遗传力为0.26。F2世代壳长的变异系数为13.91%，虽有一定程度的降低，但仍存在遗传改良的空间，有必要进行第二代混合选择。经第二代选择后，F3的总平均选择反应为0.90，平均遗传获得为7.94%，总遗传获得为16.59%，现实遗传力为0.34。由于条件的限制，对F3世代群体仅跟踪测量到120日龄，若补齐270、330日龄壳长的测量结果，可能使F3世代的选择反应、现实遗传力、遗传获得和总遗传获得有一定范围的波动。在对其他双壳贝类的研究中，Newkirk等[12]对欧洲牡蛎Ostreaedulis的生长性状进行选择，第一代的平均选择反应为23%；Nell等[13-14]对悉尼岩牡蛎Saccostreacommercialis的体质量进行选择，选择一代的平均选择反应为4%，选择两代的平均选择反应为17.8%；Zheng等[4]对海湾扇贝Argopectenirradians进行连续混合选择，选择一代的平均选择反应和遗传获得分别为0.650和10.98%，选择第二代的选择反应、现实遗传力、遗传获得和总遗传获得分别为0.612、0.349、10.63%和17.56%；张国范等[3]对菲律宾蛤仔3个不同地理群体进行两代连续混合选择，大连群体第一代选择的平均选择反应、现实遗传力和遗传获得分别为0.690、0.393和11.80%，大连群体第二代选择的平均选择反应、现实遗传力、遗传获得和总遗传获得分别为0.628、0.358、10.58%和24.44%。本研究中的选择反应显著高于张国范等[3]对蛤仔大连群体的研究结果，这是由于本研究中采用了较大的选择压力，选择强度较大。两代选择的遗传获得和总遗传获得均低于其他研究结果，这是由于在亲本遗传效应中，只有加性遗传效应能够稳定遗传给后代，而选择反应是加性遗传效应和选择压力共同作用的结果[15]。本研究中的基础群体遗传力低于张国范等[3]报道的大连群体，这是造成遗传获得率低的重要原因。通过选择可使水产动物每代获得10%～20%的遗传进展这一结论已被广泛认可[16]。本研究中，第二代的遗传获得虽低于10%，但相差不多，两代得到总遗传获得为16.59%的结果仍是比较理想的。经两代连续选择后，F3世代群体仍有0.34的高现实遗传力，说明牛奶蛤群体仍具有一定的改良潜力。
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Abstract：Shell length in different growth stages was measured and genetic parameters including response to selection, realized heritability and genetic gains were analyzed in two generations of Manila clamRuditapesphilippinarumstrain with cow-like spots for shell length under 1% sustained selection pressure. The results showed that average shell length in every growth stage was found to be larger in the selected groups than in the control groups. Response to selection values of F2were 1.98 in larvae, 0.72 in juveniles, and 0.64 in spats, with an average of 1.19 and response to selection values of F31.10 in larvae, 0.68 in juveniles, and 0.74 in spats, with an averages of 0.90. In the F2generation the realized heritability was found 0.43 in larvae, 0.16 in juveniles, and 0.14 in spats, with an average of 0.26 while in F3generation 0.41 in larvae, 0.26 in juveniles, and 0.28 in spats,with an averages of 0.34. Genetic gains at the three stages were 4.79%, 17.81%, and 13.27% in F2generation with an average of 10.78% and 5.60%, 4.28%, and 16.30% in F3generation, with an average of 7.94%. Total genetic gains of two generation successive selection were 10.73%, 15.56% and 29.34%, with an average of 16.59%.The findings prove that this method is feasible and that the improvement potentiality is still found in this clam population.
Key words：Manila clam; selection pressure; response to selection; realized heritability; genetic gain
DOI：10.3969/J.ISSN.2095-1388.2014.01.002
文章编号：2095-1388(2014)01-0005-06
收稿日期：2013-05-16
基金项目：现代农业产业技术体系建设专项(CARS-48)；国家“863”计划项目(2012AA10AA400)
中图分类号：S968.3
文献标志码：：A