黑鲷Sparus macrocephalus隶属于脊索动物门Chorelata、硬骨鱼纲Actinopterygii，为暖温性底层鱼类。黑鲷体呈长椭圆形，侧扁而高，喜栖于泥沙和多岩礁底质水域底层，生殖季节游向近岸水域，产卵后就近索饵。黑鲷广泛分布于北太平洋西部，中国沿海以黄、渤海产量居多，主要渔场在山东沿海，是中国海水养殖的名贵经济鱼类，具有广阔的养殖前景。目前，学界已开展了黑鲷生长发育、营养、免疫、消化等方面的系列研究[1-5]，并取得了一定的成果。
为促进黑鲷产业持续健康发展，提高育苗和养殖效率，对黑鲷进行选育研究十分迫切。在良种选择的过程中，体质量常作为最直观的指标来进行亲本选育[6-7]，但由于体质量的测量易受到外界(如海水等)诸多因素的影响，导致测量误差较大。形态性状是影响体质量的重要因素，且形态性状与体质量间存在一定的关联性，而对形态性状的测量更为准确和快捷，因此，可通过形态性状的测量，运用多元回归分析和通径分析的方法研究形态性状对体质量的影响，进而达到辅助选种的目的，目前，此种方法已在鱼类[8-11]、贝类[12-15]、虾类[16-17]等水产动物中展开应用。
3月龄黑鲷是由初孵仔鱼发育至稚鱼的关键时期，此期的黑鲷鱼苗培育易出现大小分化明显的现象，自相残杀的现象比较严重，极易降低育苗成活率。本研究中，对3月龄黑鲷的8个形态性状和体质量进行了准确测量，运用相关分析、回归分析和通径分析方法，研究了形态性状与体质量间的关联程度和作用大小，从而找出影响体质量的主要形态形状，并结合多元回归分析方法建立了黑鲷形态性状对体质量的回归方程，旨在为黑鲷的选育提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
试验用黑鲷250尾由青岛鲁海水产技术发展公司提供。
1.2 方法
1.2.1 形态性状指标的测定 将试验鱼用丁香油麻醉后，用游标卡尺准确测量每尾试验鱼的8个形态性状，包括全长(X1)、体长(X2)、体高(X3)、体宽(X4)、头长(X5)、躯干长(X6)、尾柄长(X7)和尾柄高(X8)，单位为cm，精确到小数点后2位，用电子天平准确测量每尾鱼的体质量(Y，g)。
1.2.2 分析方法 利用SPSS 19.0软件对形态性状和体质量进行描述性统计，对各性状间进行相关性分析及以形态性状为自变量的多元回归分析。多元回归分析得到的偏回归系数即为相应形态性状对体质量的通径系数，结合各形态性状间的相关系数，可求得单性状的决定系数和两两性状间的共同决定系数。采用Pearson法对各性状进行表型相关分析；在表型相关分析的基础上运用逐步引入-剔除法(Stepwise)剔除检验不显著的性状自变量，取偏回归系数检验显著的自变量建立各形态性状与体质量的最优多元线性回归方程；参考杜家菊等[18]的研究方法，进行形态性状对体质量的通径分析，研究各形态性状对体质量的直接作用(通径系数)和间接作用(间接通径系数)。间接通径系数计算公式为
间接通径系数=rxixj×Pxj。
(1)
其中：rxixj为形态性状Xi和Xj之间的 Pearson相关系数；Pxj为性状Xj对体质量的通径系数。
利用相关系数和通径系数，计算形态性状对体质量的决定系数：
(2)
dxixj=2rxixj×Pxi×Pxj。
(3)
其中：dxi为形态性状Xi对体质量的决定系数；dxixj为某两个形态性状Xi和Xj对体质量的共同决定系数；Pxi、Pxj分别为性状Xi、Xj对体质量的通径系数。
多元线性回归方程为
y=β0+β1x1+β2x2+…+βkxk。
(4)
其中：β0为常数项；β1，β2，…，βk为偏回归系数；X1，X2，…，Xk为偏回归系数所对应的自变量。
2 结果与分析
2.1 3月龄黑鲷形态性状表型数据的描述性结果
对3月龄黑鲷250个样本的8个形态性状和体质量数据进行描述性统计，结果如表1所示,在黑鲷幼鱼的8个形态性状中，体质量的变异系数最大，为37.59%，具有较大选择潜力，其他性状的变异系数为13.04%～21.38%，说明不同个体间生长速度存在一定差异，这是育种的前提。各形态性状的标准差均较小，说明本次随机采样对总体的估算可靠性较高。
表1 3月龄黑鲷形态性状和体质量的描述性统计(n=250)
Tab.1 Descriptive statistics for the morphometric traits and body weight of 3 month old black porgy Sparus macrocephalus(n=250)
性状 trait最大值 max最小值 min平均值 average标准差 S.D.变异系数 CV/%全长X1/cm7.884.145.630.7313.04 体长X2/cm6.673.044.600.6113.34 体高X3/cm3.060.962.050.3316.06 体宽X4/cm1.840.520.800.1721.38 头长X5/cm2.651.041.620.2213.59 躯干长X6/cm2.530.721.790.2714.94 尾柄长X7/cm1.930.550.950.1718.28 尾柄高X8/cm1.570.410.630.1321.14 体质量Y/g7.991.183.451.3037.59
2.2 3月龄黑鲷各形态性状间的相关分析
对3月龄黑鲷各形态性状进行表型相关性分析，结果如表2所示，各形态性状间的相关性均达到极显著水平(P<0.01)，体长与体质量间的相关系数最大，为0.901，体宽和尾柄高间的相关系数最小，为0.269。各形态性状与体质量间的相关系数大小依次为体长>头长>全长>体高>躯干长>尾柄长>尾柄高>体宽，各形态性状与体质量的相关系数差异较大。
表2 3月龄黑鲷各形态性状间的相关系数
Tab.2 Correlation coefficients of the phenotypic traits of 3 month old black porgy Sparus macrocephalus
性状traitX1X2X3X4X5X6X7X8Y全长X110.879∗∗0.788∗∗0.498∗∗0.827∗∗0.699∗∗0.705∗∗0.565∗∗0.895∗∗体长X210.812∗∗0.478∗∗0.846∗∗0.737∗∗0.683∗∗0.570∗∗0.901∗∗体高X310.534∗∗0.811∗∗0.680∗∗0.603∗∗0.469∗∗0.842∗∗体宽X410.519∗∗0.507∗∗0.412∗∗0.269∗∗0.575∗∗头长X510.710∗∗0.627∗∗0.518∗∗0.899∗∗躯干长X610.565∗∗0.476∗∗0.779∗∗尾柄长X710.437∗∗0.715∗∗尾柄高X810.592∗∗体质量Y1
注: *表示显著相关(P<0.05), **表示极显著相关(P<0.01),下同
Note: * means significant correlations(P<0.05), **means very significant correlations(P<0.01),et sequentia
2.3 3月龄黑鲷各形态性状对体质量的通径分析
形态性状与体质量的相关系数可以分解为各形态性状的直接作用(即通径系数)和各形态性状通过其他性状的间接作用(即间接通径系数)两部分[19]。以3月龄黑鲷各形态性状为自变量，体质量为因变量进行通径分析，结果如表3所示。从表3可见：体长的通径系数最大，为0.288，表明体长对3月龄黑鲷体质量影响的直接作用最大，尾柄长的通径系数最小，为0.067；8个形态性状对体质量的直接作用均小于间接作用，间接作用最大为头长(0.772)，最小为体宽(0.473)。
表3 3月龄黑鲷各形态性状对体质量的通径分析
Tab.3 Path analysis of the morphometric traits to body weight in 3 month old black porgy Sparus macrocephalus
性状trait相关系数correlation coefficient通径系数path coefficient间接通径系数indirect path coefficient∑X2X5X1X6X4X7X8X3体长X20.901∗∗0.2880.6080.0630.1620.0580.0540.0460.0580.167头长X50.899∗∗0.0740.7720.2440.1520.0560.0580.0420.0530.167全长X10.895∗∗0.1840.6920.2530.0610.0550.0560.0470.0580.162躯干长X60.779∗∗0.0790.6780.2120.0530.1290.0570.0380.0490.140体宽X40.575∗∗0.1120.4730.1380.0380.0920.0400.0280.0270.110尾柄长X70.715∗∗0.0670.6330.1970.0460.1300.0450.0460.0450.124尾柄高X80.592∗∗0.1020.5000.1640.0380.1040.0380.0300.0290.097体高X30.842∗∗0.2060.6410.2340.0600.1450.0540.0600.0400.048
2.4 各形态性状对体质量的决定程度分析
从表4可知，体长的决定系数最大，为0.083，表明体长是影响体质量的主要性状，尾柄长的决定系数最小，为0.004，体长和体高的共同决定系数最大，为0.096，各形态性状对体质量的总决定系数为0.889，表明除本研究中的形态性状外，仍有其他因素影响3月龄黑鲷的体质量。
2.5 形态性状与体质量多元回归方程的构建
采用多元回归分析方法研究形态性状对体质量的影响，随着自变量逐步被引入，回归方程的相关系数在逐渐增大。从表5可见：当矫正决定系数从0.811增加到0.918时，标准估计误差也从0.564 33逐渐降低到0.372 84，表明引入的自变量对体质量的作用在增加；对8个形态性状的偏回归系数进行显著性检验，结果显示，均达到极显著水平(P<0.01)。对多元回归方程的方差分析显示，F值为348.052，回归方程均达到极显著水平(P<0.01)(表6)，说明自变量对因变量存在显著性影响，具有统计学意义，自变量都应留在方程中；采用逐步法构建多元回归方程，得到了各自变量的非标准化回归系数、方程截距、标准化偏回归系数(即通径系数)，以及相对应的显著性检验结果(表7)。综合归纳可知，以形态性状为自变量，体质量为因变量的多元回归方程为
Y=-6.347+0.389X2+1.690X5+0.364X1+0.544X6+
0.555X4+0.591X7+0.650X8+0.404X3。
表4 3月龄黑鲷形态性状对体质量的决定系数
Tab.4 Determinant coefficients of the morphometric traits to body weight in 3 month old black porgy Sparus macrocephalus
性状traitX2X5X1X6X4X7X8X3体长X20.0830.0360.0930.0340.0310.0260.0330.096头长X50.0050.0230.0080.0090.0060.0080.025全长X10.0340.0200.0210.0170.0210.060躯干长X60.0060.0090.0060.0080.022体宽X40.0130.0060.0060.025尾柄长X70.0040.0060.017尾柄高X80.0100.020体高X30.042总决定系数0.889
表5 3月龄黑鲷模型汇总
Tab.5 Model summary of 3 month old black porgy Sparus macrocephalus
步骤step相关系数R决定系数R2矫正决定系数adjusted R2标准估计误差standard error of the estimate第1步(引入体长)0.917∗∗0.8120.8110.56433第2步(引入头长)0.937∗∗0.8770.8760.45677第3步(引入全长)0.947∗∗0.8970.8950.42045第4步(引入躯干长)0.952∗∗0.9070.9050.40019第5步(引入体宽)0.955∗∗0.9120.9100.39011第6步(引入尾柄长)0.957∗∗0.9150.9130.38376第7步(引入尾柄高)0.958∗∗0.9180.9150.37856第8步(引入体高)0.959∗∗0.9200.9180.37284
表6 3月龄黑鲷多元回归方程的方差分析
Tab.6 Analysis of variance of multiple regression equations of 3 month old black porgy Sparus macrocephalus
变异来源 source of variation总平方和sum of square自由度df均方mean squraeF值F value显著性significance回归 regression387.059848.382348.0520.000∗∗残差 residual33.5012410.139总计 total420.560249
表7 3月龄黑鲷回归系数及其显著性检验结果
Tab.7 Calculation result of regression coefficients of 3 month old black porgy Sparus macrocephalus
变量variable非标准化回归系数unstandardized coefficient偏回归系数B标准误差standard error标准化偏回归系数standardized coefficientt值t value显著性significance常量-6.3470.192-32.9830.000∗∗体长X20.3890.0970.1843.9870.000∗∗头长X51.6900.2290.2887.3650.000∗∗全长X10.3640.0760.2064.7930.002∗∗躯干长X60.5440.1390.1123.9120.000∗∗体宽X40.5550.1690.0743.2890.001∗∗尾柄长X70.5910.1970.0792.9990.003∗∗尾柄高X80.6500.2200.0672.9490.003∗∗体高X30.4040.1390.1022.9120.004∗∗
3 讨论
3.1 影响3月龄黑鲷体质量主要形态性状的确定
在鱼类的选育过程中，体质量是最主要的衡量指标之一[20]。在本研究中，体质量的变异系数最大，为37.59%，高于其他性状，这与对卵形鲳鲹Trachinotus ovatus[21]和褐牙鲆paralichthys olivaceus[22]的研究结果一致，说明体质量的测量易受外界环境的影响，常导致测量误差较大；相关分析表明，各形态性状与体质量的相关系数均达到极显著水平，体长与体质量的相关系数最大，为0.901，其他性状与体质量的相关系数为0.575～0.899，且各形态性状间相关系数大小存在差异。因此，仅凭相关性分析来确定形态性状对体质量的影响存在一定局限性。
通径分析可将相关系数分为直接作用和间接作用，能进一步确定影响体质量的形态性状。本研究中，8个形态性状对体质量的直接作用均有极显著的影响，其中,体长的通径系数最大，达0.288，这与对尼罗罗非鱼Oreochromis niloticus的研究结果一致[23]，但不同鱼种，甚至同一种鱼不同的发育阶段，影响体质量最主要的形态性状也不相同。这8个形态性状的直接作用均小于间接作用，说明形态性状间的相互作用对体质量的影响也尤为重要。在形态性状对体质量的决定程度分析中，体长的决定系数最大，为0.083，总的决定系数为0.899，当决定系数大于或等于0.85时，表明影响体质量的主要形态性状已经找到。
多元回归方程的建立，可以量化自变量与因变量的关系[24]。本研究中对8个形态性状的偏回归系数的显著性检验均达到极显著水平；本试验中采用逐步分析的方法，随着自变量被引入，方程的相关系数在增大，随后建立了3月龄黑鲷的回归方程，量化了形态性状与体质量的综合关系。
综上所述，在表型相关分析的基础上，采用通径分析和决定系数分析方法，研究其他形态性状与体质量间的关系对于水产育种具有重要意义，通过分析与体质量有显著影响的形态性状，可以提高水产动物的选育效率[24]。
3.2 对黑鲷选育的指导意义
形态性状多元回归分析广泛应用于水产动物中，在鱼类育种中也逐渐成熟。黄伟卿等[25]研究不同生长时期黄姑鱼Nibea albiflora的形态性状对体质量的影响，认为体高和全长是影响体质量的主要指标；王新安等[26]研究大菱鲆Scophthalmus maximus幼鱼形态性状对体质量的影响，认为体长、体高和体厚是影响体质量的主要指标；刘峰等[27]研究鮸Miichthys miiuy形态性状与体质量的关系，认为体高和全长对体质量起到较大的影响。本研究表明，黑鲷的8个形态性状均对体质量具有影响作用，其中体长的影响作用最大；从两两决定系数分析，体长和体高的决定系数最大，这与相关的研究结果基本相同。
综上所述，在对黑鲷进行选育时，除考虑体质量外，还应结合体长和体高来进行辅助选择，从而保证选择育种的结果。
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