凡纳滨对虾2个选育群体自交和杂交F1的形质差异分析

摘要 为研究凡纳滨对虾选育群体自交和杂交F1的形态亲缘关系，采用方差分析和多元统计分析方法，通过12个测量性状比较F1各组和普通苗组的外部形态特征。方差分析结果显示，F1各组之间、与普通苗组之间在部分形态特征上表现出明显差异，主要体现在F1各组的平均鲜出肉率比普通苗组提高了6.12%，普通苗组表现出较高的体长变异系数和较低的存活率等特征。通过主成分分析共构建了4个主成分，累计贡献率为92.33%。第一主成分主要反映头胸甲长（X3）、头胸甲宽（X4）、第一腹节长（X5）、第二腹节长（X6）、第六腹节长（X7）的特征，方差贡献率为40.14%；第二主成分主要反映肥满度指数Ⅰ（X9）、肥满度指数Ⅱ（X10）、重长指数Ⅰ（X11）、重长指数Ⅱ（X12）的特征，方差贡献率为25.34%。逐步判别分析显示，所建Fisher分类函数方程组可清晰区分普通苗组、BB（B♀×B♂）、AB（A♀×B♂）和BA（B♀×A♂）各组对虾群体，其判别准确率分别为96%、75%、84%和97%，但AA组（A♀×A♂）的判别准确率较低，仅为13%。聚类分析结果显示，普通苗组与选育群体F1代明显分为2支，F1代各组中自交组间亲缘关系最近，正交组与自交组间亲缘关系较近，反交组与各组亲缘关系较远。

关键词 凡纳滨对虾；杂交选育；形质差异；多元统计分析

中图分类号 S968  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）13-0081-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.13.019

Morphological Variation Analysis of Self-crossing and Hybrid F1 from Two Breeding Populations of Litopenaeus vannamei

ZHANG Zhe，YANG Zhang-wu，ZHENG Ya-you et al

（Key Laboratory of Cultivation and High-value Utilization of Marine Organisms in Fujian Province/Fisheries Research Institute of Fujian，Xiamen，Fujian 361013）

Abstract In order to study the morphological relationship between self-crossing and hybrid F1 of Litopenaeus vannamei breeding population，the external morphological characteristics of F1 group and common seedling group were compared by 12 measured traits by using variance analysis and multivariate statistical analysis.The variance analysis results showed that there were significant differences in some morphological characteristics between F1 groups and ordinary seedling groups，which mainly reflected that the average fresh meat rate of F1 group was 6.12% higher than that of ordinary seedling group.And the ordinary seedling group showed higher variation coefficient of body length and lower survival rate.Through the principal component analysis，four principal components were constructed，the cumulative contribution rate was 92.33%.The first principal component mainly reflected the characteristics of carapace length （X3），carapace width （X4），the length of the first pleon segment （X5），the length of the second pleon segment （X6），the length of the sixth pleon segment length （X7） ，the variance contribution rate was  40.14%.The second principal component mainly reflected the characteristics of fatness index Ⅰ （X9），fatness index Ⅱ （X10），weight-length index I （X11） and weight-length index Ⅱ （X12），the variance contribution rate was 25.34%. Step discriminant analysis showed that the Fisher classification function equations could clearly distinguish the groups of common seedling group，BB （B♀×B♂），AB （A♀×B♂） and BA （B♀×A♂），with the discriminant accuracy of 96%，75%，84% and 97%，respectively.But the discriminant accuracy of AA （A♀×A♂） was lower，only 13%.The results of cluster analysis showed that the common seedling group and the breeding population F1 generation were divided into two branches.Among the F1 generation groups，the self-crossing group had the closest relationship，the relationship between the direct cross group and the reciprocal cross group was closer，the reciprocal cross had farther relationship with each group.

Key words Litopenaeus vannamei;Hybridization;Morphological variation;Multivariate statistical analysis

基金项目 福建省种业工程项目（2017FJSCZY02）；2021年福建省海洋与渔业结构调整专项（2021HYJG16）。

作者简介 张哲（1985—），男，安徽宣城人，助理研究员，硕士，从事对虾选育与增养殖研究。通信作者，研究员，从事海水养殖与水产育种研究。

收稿日期 2022-06-12

凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）又名南美白对虾，俗称白虾，原产于南美洲太平洋沿岸的暖水水域，具有养殖产量高，适温、盐范围广，生长速度快等特点，是世界三大养殖对虾中单产量最高的虾种，也是我国对虾养殖最主要的种类。2020年我国凡纳滨对虾海水养殖119.8万t、淡水养殖66.5万t，凡纳滨对虾养殖产量占当年对虾养殖产量的86.5%。福建省也是对虾养殖的重要省份之一，2020年对虾养殖产量22.6万t，其中凡纳滨对虾20.3万t，占对虾养殖产量的89.8%。凡纳滨对虾虾苗数量4 269亿尾，占全国对虾养殖数量的27.3%［1］。苗种是水产增养殖产业的源头，对虾种苗问题是对虾养殖业发展的核心问题。近年来，国内各大研究机构开展了凡纳滨对虾人工育种研究，已成功培育出9个凡纳滨对虾新品种［2-5］。其中，有关凡纳滨对虾的遗传多样性研究，国内外主要集中在SSR［6-8］、SNP分子标记［9-10］等方面对选育群体或家系的遗传结构进行分析，但对传统的形态特征研究较少。目前利用多元统计分析方法对种群形态特征的分析已在鱼类［11］、蟹类［12］、贝类［13］和虾类［14］中广泛应用。然而，利用多元统计分析方法分析凡纳滨对虾不同选育群体形质差异的研究还较少。目前国家大力提倡种业创新，鼓励水产良种自主可控，因此不同选育世代遗传特性研究在对虾选育过程中至关重要，是实现良种创新的有效途径。笔者培育凡纳滨对虾选育后代，通过形态学测定，采用主成分分析、判别分析和聚类分析3种多元统计分析方法分析了2个凡纳滨对虾选育群体自交和杂交F1的形态质量特征差异，旨在为后续良种本地化选育和亲缘关系研究提供理论依据和方法参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

A组泰国选育系和B组海南选育系2个凡纳滨对虾群体均通过商业渠道获得。特征性状均为速长型，A组抗逆性较强。每个群体经过2代以上选择并自繁纯化，于2年后进行亲本群体内自交和群体间杂交，亲本产卵孵化后进行苗种培育，获得4个不同交配组合的F1。为消除不同环境对凡纳滨对虾生长的影响，对虾幼体在培育至体长2～3 cm后，转入同一水泥池，分不同网箱养成，对凡纳滨对虾形态性状进行对比测试。将大小相当的普通苗作为对照，普通苗为未经选育的本地苗，俗称“土苗”，进行为期200 d的养殖，对12个形态和质量指标进行对比分析。试验用凡纳滨对虾的来源和样本信息见表1。

1.2 形质指标的测量

使用游标卡尺（精度为0.05 mm）和电子秤（精度为0.01 g）随机抽样，不同组合F1和普通苗组均随机抽取100尾样本，测定各组形态性状和质量性状，包括体长（BL）、头胸甲高（CH）、头胸甲长（CL）、头胸甲宽（CW）、第一腹节长（FSL）、第二腹节长（SSL）、第六腹节长（SISL）以及体重（BW）、头重（HW）和腹重（AW），共10个形质指标。凡纳滨对虾形态测量示意图见图1。

1.3 数据处理

1.3.1 数据标准化。

为消除凡纳滨对虾个体大小对形态学参数的影响，需要将每尾对虾的所有参数做如下处理，所测7个形态指标（BL、CH、CL、CW、FSL、SSL、SISL）通过以下公式进行转化［15-17］，分别得出7个形态特征指标（以X1～X7表示）。

Ms=Mo（Ls/Lo）b（1）

b=log10Mo/log10Lo（2）

式中，Ms为各性状标准化数据；Mo为各性状测量数据；Ls为头胸甲长测量值平均值；Lo为头胸甲长实际测量值。

对3个质量性状参数通过公式计算进行转化，得出5个质量评价指标（以X8～X12表示），分别为X8（鲜出肉率=腹重/体重×100%）、X9［肥满度指数Ⅰ= 体重/（体长）3×100%］、X10［肥满度指数Ⅱ=肉重/（体长）3×100%］、X11（重长指数Ⅰ=体重/体长）、X12（重长指数Ⅱ=肉重/体长）。

1.3.2 数据统计分析。

采用Excel 2013和SPSS 25.0软件统计凡纳滨对虾群体各形质评价指标的平均值和标准差，对12组标准化数据进行多元统计分析。其中，通过主成分分析计算出各主成分的得分、方差贡献率和累计方差贡献率，并根据贡献较大的主成分得分，绘制主成分散布图［18-19］。判别分析采用逐步判别分析方法，每步选择Willks的λ统计量最小的变量进入判别函数［20-21］。聚类分析根据5个群体间的欧式距离进行聚类［22］。

2 结果与分析

2.1 方差分析

方差分析结果（表2～3）显示，普通苗组与AA组除X2、X4、X9外的其余9个性状均有显著差异（P<0.05）；普通苗组与BB组除X9外的其余11个性状均有显著差异（P<0.05）；普通苗组与AB组除X9外的其余11个性状均有显著差异（P<0.05）；普通苗组与BA组除X7、X9、X11、X12外的其余8个性状均有显著差异（P<0.05）；AA与BB组除X1、X5、X11、X12外的其余8个性状均有显著差异（P<0.05）；BB、AB、BA组间除X2、X4、X6、X8～X10的6个性状均有显著差异（P<0.05）。