偏顶蛤壳尺寸与体质量性状的相关与回归分析

宁军号，常亚青，宋坚，庞振国，庞云龙，张伟杰，何舟，程龙

(大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室，辽宁大连 116023)

摘要:采用相关性分析、共线性分析、多元回归分析和通径分析方法研究了偏顶蛤Modiolus modiolus壳尺寸性状与体质量性状间的关系。随机选取100个大连海域偏顶蛤野生个体并测量了其多个经济性状。结果表明：所测偏顶蛤各性状间均呈极显著的相关性(P<0.01)；共线性分析显示，壳尺寸性状间不存在共线性或共线性程度很低；通径分析显示，壳长、壳高和壳宽是影响活体湿体质量、体积和软体湿质量的重点性状，壳前至壳缘长对活体湿体质量也有直接影响，其中壳长、壳宽对这些性状的直接影响最大，而壳顶至壳后长和壳高对软体湿质量、闭壳肌湿质量和闭壳肌干质量均有直接影响，且壳顶至壳后长对这些体质量性状的直接影响均最大；经多元回归分析，剔除不显著因子，分别建立了以壳尺寸性状和测量性状为自变量，以体积和体质量性状为依变量的最优回归方程。本研究结果可为偏顶蛤增养殖和选择育种提供理论依据。

基金项目：国家海洋公益性行业科研专项(201105016);辽宁省科技攻关重大项目(2011203003)

作者简介：宁军号(1988—)，男，硕士研究生。E-mail:ningjunhaook@126.com

Abstract： Some economic traits of 100 wild mussel Modiolus modiolus samples was individually measured, the samples were random collected from the coast of Dalian. Correlation analysis, collinearity analysis, multiple regression and path analysis were used to investigate the relationship between shell size and body weight in this study. Results showed that all measured traits were significantly correlated with each other (P<0.01). There are no or low levels collinearity among all independent variables. Path analysis shows that, shell length, shell height and shell width had dominant direct effects on body wet weight, body volume and soft-tissue wet weight, in addition, length from front to shell edge also had direct effects on body weight, shell length and shell width had more remarkable direct effects. Shell height and length from umbo to back end had dominant direct effects on dry sofy-tissue weight, adductor wet weight and dry adductor weight, and the length from umbo to back end had more obvious direct effect between them. Optimal regression equations were established by stepwise regression method with shell size traits as independent variables, body volume and body weight as dependant variables. The findings provide theoretical basis for culture and enhancement and selective breeding of M.modiolus.

偏顶蛤 Modiolus modiolus(Linnaeus,1758)俗称毛海虹、假海虹，主要分布于北半球，在中国主要分布于黄海、渤海、东海，其足丝发达营底栖固着生活，潮间带下区到浅海水深50 m处均有较大储量。偏顶蛤具有个体大、肉质鲜美、营养丰富的特点 [1]，是一种重要的经济贝类 [2-3]，有较大的开发前景。贝类的壳尺寸与体质量是其重要的经济性状，也是苗种繁殖和选择育种的目标性状 [4]。在实际工作中，贝类壳形态指标可直接测量活体，而质量及解剖性状一般需要解剖后测量。贝类的体质量性状较壳尺寸性状更为重要，因而很有必要建立壳尺寸性状和体质量性状之间的关系，以实现通过对壳尺寸性状的选择就能间接筛选出体质量性状的实践意义。

目前，通径分析和多元回归分析已广泛应用于鱼类、虾蟹类、棘皮类等水产动物选育目标性状的确定中。对鱼类的相关研究有大西洋鲑 Salmo salar [5]、红海鲤 Cyprinus carpio [6]、红鳍东方鲀 Takifugu rubripes [7]、大口黑鲈 Micropterus salmoides [8]等形态形状对体质量影响效果的分析。Chang等 [9]和张伟杰等 [10]研究了虾夷马粪海胆 Strongylocentrotus intermedius表型性状对性腺性状的影响效果。对虾蟹类的相关研究有“黄海1号”中国明对虾 [11]、三疣梭子蟹 Portunus trituberculatus [12]等形态形状对体质量影响效果的分析。在贝类中有更多关于形态性状与体质量性状间关系的研究 [13-21]，海产市场上主要依据贝类体积大小分级，且价格一般与体积成正比，因此，体积应作为贝类的重要经济性状 [19]，了解壳尺寸对体积的直接和间接影响很有必要。但有关偏顶蛤(壳顶位于最前端稍后位，背缘弓形)壳尺寸与体质量性状间的相关关系目前尚未见报道。本研究中，以大连市黑石礁海域的野生偏顶蛤群体为对象，对所有测量性状关系进行了相关分析，采用逐步回归方法建立了壳尺寸与体质量性状间的最优回归方程，旨在为偏顶蛤养殖生产及选择育种提供理论依据。

1　材料与方法

1.1　材料

试验用偏顶蛤于2013年10月采自大连市黑石礁海域，暂养于大连海洋大学农业部北方海水增养

通信作者：常亚青(1967—)，男，博士，教授。E-mail:yqchang@dlou.edu.cn

殖重点实验室。暂养期间，连续充气，海水温度在20 ℃，pH为8.05，盐度为32.2。

1.2　方法

于偏顶蛤采集后第2日随机抽取100只进行测量，用电子游标卡尺测量壳长(SL)、壳高(SH)、壳宽(SW)、壳顶至壳前长(a)、壳顶至壳后长(b)、壳前至壳缘长(c)、壳后至壳缘长(d),精确到0.01 mm(测量指标如图1所示)；采用容积差减法测量偏顶蛤体积(BV)，即将贝放入盛水大量筒中，量筒中水容积差量即为测定的偏顶蛤体积；用滤纸吸干偏顶蛤体表水分，并在空气中干燥0.5 h，用电子天平测量样本总质量(BWW)。然后将偏顶蛤解剖，用滤纸吸去软体部与贝柱表面水分，用电子天平分别称量样本软体湿质量(SWW)和闭壳肌湿质量(MWW)。将称重后的软体部和贝柱置于65 ℃恒温烘箱内烘至恒重，最后分别称量软体干质量(SDW)和闭壳肌干质量(MDW)，精确到0.01 g。

1.3　数据分析

以偏顶蛤形态指标和体质量性状建立数据库，用Excel 2003软件对数据进行初步整理，利用SPSS 17.0软件对各测量性状进行K-S正态性检验及共线性诊断；对所测性状进行相关分析，计算性状间的相关系数；分别以壳尺寸性状和测量性状为自变量，以体积和体质量性状为依变量进行多元回归分析，建立最优回归方程。显著性水平设为0.05。

2　结果与分析

2.1　测量性状表型参数的统计量

偏顶蛤各测量性状的表型平均值、变异系数和K-S值如表1所示。其中体积与体质量性状变异系数均大于20%，表明这些性状均具有一定的选择潜力。K-S正态性检验显示，除软体干质量 P值为0.04接近0.05外，其他测量性状 P值均大于0.05，表明所列性状原始数据符合正态分布，因此，可以进行之后的相关性和回归分析。

Tab.1　Apparent parameter statistics of all traits measured in mussel Modiolus modiolus ( n=100)

2.2　测量性状间的表型相关系数

从表2可见，偏顶蛤各性状间的相关性均达到极显著水平( P<0.01)。壳尺寸性状间以壳长与壳前至壳缘长之间的相关系数最大，为0.865，壳长与壳高的相关系数为0.690，壳宽与壳长、壳高的相关系数较小，分别为0.554和0.474。壳尺寸性状与总质量之间的相关性最大，相关系数均大于0.740；壳尺寸性状与解剖性状之间的相关性较小，均在0.700之下。体质量性状之间存在着很大的正相关关系，总质量与软体湿质量相关系数为0.764，软体湿质量与软体干质量、闭壳肌湿质量和闭壳肌干质量的相关系数均在0.750之上，软体干质量、闭壳肌湿质量和闭壳肌干质量之间的相关系数更是在0.940之上。

Note:**represents the correlation of all traits with very significant differences( P<0.01)

2.3　自变量共线性检验

共线性检验结果如表3所示，壳尺寸性状的容忍度均大于0.1，方差膨胀因子(VIF)均小于10，表明自变量之间不存在共线性或共线性程度很低。

2.4　多元回归模型的建立

以体积和体质量性状为依变量，以壳尺寸性状为自变量，进行逐步回归分析，将对依变量有直接影响的性状列于表4，直接影响总质量、体积和软体湿质量的壳尺寸性状均含有壳长、壳高和壳宽，且c对活体湿体质量也有直接影响，直接影响的大小为壳长>壳宽>壳高。直接影响软体干质量、闭壳肌湿质量和闭壳肌干质量的壳尺寸性状均为壳高和b，且b的直接影响均大于壳高，而壳尺寸性状a和d在逐步回归过程中被剔除。

根据逐步回归分析建立了壳尺寸性状对体积和体质量性状的预测模型如下：

BWW=-139.826+1.010SL+0.846SH+

1.767SW+0.516c, R 2=0.909；

BV=-32.711+0.713SL+0.947SH+

1.610SW, R 2=0.565；

SWW=-103.039+0.224SL+0.301SH+

0.445SW, R 2=0.569；

SDW=-2.870+0.051SH+0.061b, R 2=0.369；

MWW=-6.154+0.112SH+0.115b, R 2=0.361；

MDW=-1.532+0.027SH+0.027b, R 2=0.319。

显著性检验结果表明，各个回归方程中的回归关系均达到显著( P<0.05)或极显著水平( P<0.01)，而回归预测中估计值和实际测量值差异不显著( P>0.05)，说明该回归方程具有实际意义，可以应用到实践生产中。

3　讨论

3.1　表型性状的相关性分析和共线性分析

本研究中，选取了偏顶蛤的几个具有重要经济意义的性状作为目标性状，在进行统计分析之前，首先对所有测量性状进行了正态性检验，结果表明，所列变量均具有正态性(表1)。共线性分析结果表明，所取自变量间不存在共线性或共线性程度很低，均成为保障数据分析结果和推断可靠的前提 [14,19]。所测偏顶蛤壳尺寸性状、体积和体质量性状间的相关性均达到极显著水平( P<0.01)(表2)，表明偏顶蛤各测量性状之间存在着较强的影响，这与对鱼类 [7-8]、贝类 [13-17]和虾蟹类 [11-12]的研究结果相一致。本研究的不同之处在于，壳宽与壳长、壳高间的相关系数较小，与对其他贝类 [13-21]的相关研究结果差异较大。这可能是偏顶蛤在长期营底栖群居生活时，从稚贝成长到成贝过程中壳宽受到不同程度的挤压，导致壳宽生长受壳长、壳高的影响较小。相关性分析对两性状间的相互关系进行了较明确的定量，便于制定出更加合理的优良性状选择计划，在实际生产与育种工作中，可通过排除相关性较小的性状，快速选择出最佳目的性状。然而，仅通过表型性状间的相关性大小并不能完全解释性状间最真实的关系 [22]，需要进一步的通径分析找出性状间的直接效应，这样就可不受其他变量的影响，探明两性状间的本质关系 [23]。

3.2　通径分析

在相关性分析的基础上，选择与体质量性状(依变量)显著相关的壳尺寸性状作为自变量，剔除相关性不显著的表型性状，进一步分析自变量对依变量的直接影响大小即通径系数，也就是变量标准化后的偏回归系数 [13]。相关分析中壳尺寸性状对体质量性状均呈极显著正相关，然而通径分析中却不存在直接影响，说明这些壳尺寸性状可通过其他性状间接影响体质量性状 [14,18]。依据通径分析结果(表4)，在对偏顶蛤总质量间接筛选时，应权重直接影响大小：壳长>壳宽>壳高>壳前至壳缘长，进行选择。对体积和软体湿质量间接筛选时，应选取壳长、壳高和壳宽这3个性状，权重大小为壳长>壳宽>壳高。因此，除壳长外，壳宽是间接选择偏顶蛤总质量、体积和软体湿质量的优良性状，这在对日本镜蛤 Dosinia jappnica [19]的研究中，已得到证实，而对翡翠贻贝 Perna oiridis [18]的研究表明，壳宽对软体质量的直接影响却很小，是通过其他性状间接影响的。而对偏顶蛤软体干质量、闭壳肌湿质量和闭壳肌干质量间接筛选时，应权重直接影响大小：壳顶至壳后长>壳高，进行选择。因此，对更深层次的解剖性状(软体干质量、闭壳肌湿质量和闭壳肌干质量)进行间接筛选时，壳顶至壳后长为首选重点性状，这与其他贝类相关研究差异较大 [13,15,17,19]，可能是由偏顶蛤形态结构上的特异性造成的。

3.3　影响体质量性状的壳尺寸性状的确定

相关研究一致认为，相关指数 R 2≥0.85时，表明影响目标性状的主要因子已经找到 [13,15,21]。本研究中，对活体湿质量进行回归分析的 R 2>0.85，说明所列壳尺寸性状(壳长、壳宽、壳高和壳前至壳缘长)是影响总质量的重点性状。对软体干质量与体积的相关指数分别为0.565和0.569，达到了0.56以上，尚未达到0.85的水平，说明所列壳尺寸性状基本上是影响两者的重点性状，可能尚存在其他未测性状的影响，但影响效果相对较小，说明通径分析结果基本上能够反映壳尺寸性状与体质量性状间的真实关系 [15]。而对于软体干质量、闭壳肌湿质量和闭壳肌干质量来说，在只考虑壳尺寸对其影响的前提下，相关指数均小于0.370，张存善等 [15]推测可能与存在其他未测量的性状如贝壳凹凸性、两壳的绞合程度、表面积和水环境因子有关，也可能与该种的形态学特异性有关。本研究分析结果显示，这些模型具有较高的预测准确性，表明该类模型可有效应用于偏顶蛤养殖生产和选择育种的研究中。

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(Key Laboratory of Mariculture & Stock Enhancement in North China’s Sea, Ministry of Agriculture, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China)

Key words： Modiolis modiolus; shell size; body weight traits; correlation analysis; regression analysis

偏顶蛤壳尺寸与体质量性状的相关与回归分析

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

1.3 数据分析

2 结果与分析

2.1 测量性状表型参数的统计量

2.2 测量性状间的表型相关系数

2.3 自变量共线性检验

2.4 多元回归模型的建立

3 讨论

3.1 表型性状的相关性分析和共线性分析

3.2 通径分析

3.3 影响体质量性状的壳尺寸性状的确定