不同产地中华绒螯蟹背壳形态学研究

摘 要：中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis H.Milne-Edwards）属于一种经济蟹类，又称大闸蟹，为我国久负盛名的美食。本文对不同产地（阳澄湖、松江和崇明）大闸蟹背形态学参数进行测量。结果表明，阳澄湖大闸蟹和松江大闸蟹在形态学上不存在显著差异，崇明大闸蟹因其所处水体有一定的盐度而造成个体偏小，与阳澄湖大闸蟹相比形态上有一定差异性。主成分分析结果表明，雄性和雌性大闸蟹可依据其背壳形态的差异分为两类，两者差异性主要体现在第一主成分轴上。同性别大闸蟹，其等级越高，第一和第二主成分的值越大。本研究以期为不同地区大闸蟹的形态学甄别提供参考依据。

关键词：中华绒螯蟹；形态学；主成分分析

Morphological Study of Chinese Mitten Crab

from Different Origins

SHI Zuofeng1，2， CHEN Yufeng1， GU Saiqi1，3*

（1.College of Food Science and Engineering， Zhejiang University of Technology， Hangzhou 310032， China;

2.Ningbo Today Food Co.， Ltd.， Ningbo 315502， China;

3.College of Food Science， Shanghai Ocean University， Shanghai 201306， China）

Abstract： Chinese mitten crab （Eriocheir sinensis H.Milne-Edwards） is an economic crab， also known as hairy crab， which is a well-known delicacy in China. This paper focus on the morphological parameter measurement of hairy crab back in different origins （Yangcheng Lake， Songjiang and Chongming）. The results showed that there was no significant morphological difference between Yangcheng Lake hairy crab and Songjiang hairy crab. But Chongming hairy crab was small due to the salinity of the water body， and there were certain morphological differences compared with Yangcheng Lake hairy crab. The results of principal component analysis showed that male and female hairy crabs could be divided into two categories according to the difference of their dorsal shell morphology， and the difference was mainly reflected in the first principal component axis. Besides， the higher the rank of hairy crabs of the same sex， the greater the value of the first and second principal components. This study aims to provide a reference for the morphological screening of hairy crabs in different regions.

Keywords： Chinese mitten crab; morphology; principal component analysis

中华绒螯蟹在我国分布广泛，按其生长水系不同可分为辽河、黄河、长江、瓯江、珠江等地方种群[1-2]，中华绒螯蟹由于在不同水系生长，长期的进化导致其在形态特征上出现了不同程度的差异。在众多水系中，长江水系的中华绒螯蟹被认为是较为优质的大闸蟹种质资源[3]。但近年来，多种原因导致长江水系的大闸蟹种质开始发生混杂，主要体现在头胸甲、额齿和侧齿形态以及步足特征等方面。阳澄湖、松江、崇明3地所产的大闸蟹均属于长江水系种群，它们外部形态可能有一定的差异，但此差异没有不同水系间中华绒螯蟹的差异显著。据报道，阳澄湖大闸蟹背壳两侧各长有4个较长的、向上弯翘的尖角，中央有一个较深的“牛蹄印”[4]，可能是其较为典型的形态学特征。但同属长江水系不同产地的中华绒螯蟹在形态学上是否存在差异，国内尚无学者对此问题进行研究。

本研究对同属长江水系的不同产地、不同等级、不同性别大闸蟹背壳的15个形态学参数展开测定，并进行主成分分析，根据大闸蟹形态学参数的主成分综合得分来评价其形态学特性，并获得不同产地、性别、等级蟹样间的差异性。以期为长江水系不同地区大闸蟹的形态学甄别和定级提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

阳澄湖大闸蟹（120只）：苏州市明澄蟹业公司，其中雄蟹60只，200 g（阳-♂-特级）、150 g（阳-♂-1级）以及125 g（阳-♂-2级）各20只；雌蟹60只，150 g（阳-♀-特级）、125 g（阳-♀-1级）以及

100 g（阳-♀-2级）各20只。松江大闸蟹（120只）：上海鱼跃水产合作社，采样规模与阳澄湖蟹完全一致，雄性规格命名为松-♂-特级、松-♂-1级和松-♂-2级；雌性命名为松-♀-特级、松-♀-1级和松-♀-2级。崇明大闸蟹（80只）：上海宝岛蟹业有限公司，其中雄蟹40只（1和2级分别20只，分别命名为崇-♂-1级和崇-♂-2级），雌蟹40只（1级和2级分别20只，分别命名为崇-♀-1级和崇-♀-2级）。崇明大闸蟹有“小而鲜”的特点，未有特级品种，因此只对崇明大闸蟹采集1级和2级蟹样。

Mitutoyo游标卡尺：530型，泰西（北京）精密技术有限公司。

1.2 大闸蟹样品前处理

将捆扎好的3个产地的特级、1级和2级的大闸蟹使用流动水冲洗表面杂质和泥沙后擦拭干净，依次蒸制30 min冷却至室温。打开头胸甲，将背壳清理干净立即用游标卡尺测量各形态学参数。

1.3 形态学参数测量

采用游标卡尺测量中华绒螯蟹背壳的15个形态学参数[5]：内额齿间距（AA'）、外额齿间距（BB'）、眼底间距（CC'）、第一前侧齿间距（DD'）、第二前侧齿间距（EE'）、第三前侧齿间距（FF'）、第四前侧齿间距（GG'）、体宽角间距（HH'）、侧后缘界角间距（II'）、第二前侧齿至侧后缘界角间距（EI）、第三前侧齿至侧后缘界角间距（FI）、第四前侧齿至侧后缘界角间距（GI）、体宽角至侧后缘界角间距（HI）、中央缺刻至颈沟中点间距（PK）、中央缺刻至后缘中点间距（PJ），详见图1。

1.4 数据分析

数据分析采用主成分分析法（Principal Component Analysis，PCA），PCA分析由AlphaSoft V12.0和Matlab 6.5软件完成，PCA分析步骤如下[6]。①为抵消不同变量间的差异，通过Z-Score标准化方法，将大闸蟹形态矩阵Xm×n标准化（m代表蟹样数，n代表传感器数），计算中心标准化矩阵X*m×n，并计算X*m×n的协方差矩阵Yn×n。②由特征方程（λi-Yn×n）×U=0，求出Yn×n的各特征向量Ui和特征根λi。③主成分表达式：PCi=Ui×Xi*（i=1，2，…，n），各主成分贡献率，前k个主成分PC1，…，PCk（k＜n）的累计贡献率。④取k值，累计主成分贡献率超过90%，研究主成分PC1，…，PCk，故可将n维原始数据降为k维。此外，不同组别的显著性（不同字母代表显著性差异，P＜0.05）采用Origin 2021软件分析。

2 结果与分析

2.1 不同产地、等级、性别中华绒螯蟹背壳形态学差异分析

由表1可知，从产地因素上看，阳澄湖和崇明所产的大闸蟹在BB'、EE'、FF'、GG'、HH'、II'、EI、FI、HI和PJ这10个参数上均有显著性差异：阳澄湖蟹显著大于崇明蟹；除II'外，松江蟹的上述9项参数均介于阳澄湖蟹和崇明蟹之间，且与两者无显著性差异。其他5个形态学参数（AA'、CC'、DD'、GI和PK），3个产地蟹样均无显著性差异。从等级因素上看，除AA'、CC'、GI和PK外（4种等级蟹样均无显著性差异），特级和2级的大闸蟹在其余各形态学指标上均有显著性差异：特级蟹显著大于2级蟹，1级蟹介于特级蟹和2级蟹之间，且与两者无显著性差异（DD'与FI除外）。从性别因素上看，对雌蟹和雄蟹而言，除了AA'，其他14个形态学参数均有显著性差异：II'为雌蟹显著大于雄蟹，其他形态学参数均为雄蟹显著大于雌蟹。

目前国内已有一些学者对不同种群大闸蟹的形态特征进行过研究，认为它们在头胸甲、额齿和侧齿形态以及步足特征等方面存在一定的差异性。王武等[7]研究发现中国大陆不同地域的中华绒螯蟹在长期进化过程中，中华绒螯蟹对原产地环境的依赖性较强。何杰等[8]采用形态学测量的方法也证实，南北水系中华绒螯蟹存在明显的地理隔离现象。但同属长江水系、来自不同产地的大闸蟹的形态学是否存在差别，国内尚无研究者对此问题进行研究。本研究对其数据进行分析后发现：同属长江水系的阳澄湖蟹和松江蟹在形态学上不存在显著性差异，而崇明蟹因为所处水体有一定的盐度而造成个体偏小，与阳澄湖蟹相比形态上有一定差异性。进一步研究发现，同一水系的大闸蟹背壳形态特征均较为相似，存在的细微差异可能与其自身营养状况有关：营养状况越好，蟹样背壳越饱满，各项形态学参数数值越大。阳澄湖水草丰茂，水质清澈、螺丝等活体饵料丰富，是河蟹理想的天然栖息地，因而阳澄湖大闸蟹的营养状况良好，各项形态学参数数值偏大。

2.2 背壳形态学变量的主成分分析

对中华绒螯蟹背壳各形态学变量进行主成分分析，结果见表2和表3。第一主成分的方差贡献率占84.682 7%，主要反映除II'（X9）外的14个变量的变异信息，并且第二主成分方差贡献率占7.501 7%，故第一及第二主成分的方差贡献率累计为92.184 4%，大于90%，并且信息遗失率＜10%。因此15个形态学变量的差异信息在这2个主成分均能有效体现。综上，选用前2个主成分作为本次研究的数据分析有效成分，可使大闸蟹背壳形态学数据从15维降至2维。此外，由表3可知，第一主成分与所有形态学变量（X1～X15）的特征向量均为正值，呈现正相关；而第二主成分与X4、X7、X8、X10、X11、X12、X13、X14和X15的特征向量均为负值，呈负相关性。基于此进行主成分建立的形态学评价模型建立。

2.3 基于主成分建立的形态学评价模型

由表2的92.184 4%变异信息和表3的特征向量，根据主成分计算公式：PCi=Ui×X *i（i=1，2，…，n），建立PC1、PC2两个主成分的线形回归方程为

PC1=0.223 4X1+0.267 2X2+0.251 3X3+0.267 9X4+