克氏原螯虾形态性状、体质量与怀卵量的通径分析

陈 静，何吉祥，黄 龙，吴本丽，陈夏君，吴仓仓，汪 翔，武 松

(安徽省农业科学院水产研究所/水产增养殖安徽省重点实验室，安徽合肥 230031)

克氏原螯虾(Procambarus clarkii)俗称小龙虾，隶属甲壳纲(Crustacea) 十足目(Decapoda) 螯虾科(Cambaridae)原螯虾属(Procambams)，原产地为美国的南部和墨西哥的北部[1]。因其独特的风味、较高的商品价值和营养价值，深受人们的喜爱，消费市场持续扩大，人工养殖发展迅猛，已成为我国水产业产量最高的甲壳类水产动物之一[2-4]。《中国小龙虾产业发展报告（2023）》显示，2022 年，我国小龙虾养殖面积1 866 667 hm2，产量289.07 万t，同比分别增长7.69%和9.76%[4]。然而，目前克氏原螯虾种业的基础研究与技术研发严重滞后于产业发展，在人工繁殖和人工育苗时存在抱卵和怀卵量小、孵化率低等问题，导致优良苗种供给能力严重不足，制约了克氏原螯虾的产业发展[5]。

研究克氏原螯虾的繁殖生物学，以及对克氏原螯虾进行繁育相关性状的选择育种是有效解决克氏原螯虾人工繁育的方法之一。怀卵量是克氏原螯虾重要的繁殖性状，是其繁殖力的主要体现，在克氏原螯虾繁育过程中，其个体繁育力的大小尚未建立具体的量化标准，往往根据其规格的大小估计其怀卵量，缺少科学的量化指标。虽然生物体繁殖力的大小一般无法进行直观的判断，但可以通过其他直观性和可度量的性状，研究他们与繁殖性状的相关性，筛选出与生物体的繁殖性状关联性大的性状，从而间接地对繁殖力进行评估，更好地辅助选育工作[6]。目前鲜见关于克氏原螯虾数量性状与怀卵量的相关性研究，本文在克氏原螯虾的繁殖阶段，随机抽取性成熟的雌性克氏原螯虾，分析其形态性状、体质量对怀卵性状的影响，以期为辅助克氏原螯虾的亲本选择、怀卵量的科学预测提供参考依据，进而提高克氏原螯虾的人工育苗技术。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用克氏原螯虾为稻田养殖群体，来源于安徽光世农业科技有限公司，均发育成熟、形态完整且活力良好，随机取60 尾卵巢发育至后期的性成熟雌虾（卵粒茶色或棕黑色）。

1.2 各性状测量方法

用游标卡尺测量每尾性成熟克氏原螯虾的体长(X1)、螯长(X2)、额剑长(X3)、头胸甲长(X4)、头胸甲宽(X5)、头胸甲高(X6)、腹部宽(X7)、腹部长(X8)、尾节长(X9)、尾扇长(X10)，测量精度为0.01 mm，具体测量方法参考彭波等[7]的方法。用滤纸擦干体表水分，然后用电子天平称体质量(X11)，精度为0.01 g。手工法轻轻剥离全部卵块，放入分散液中使其散开，然后利用体视显微镜全部计数每尾虾的怀卵量(Y1)，并计算相对怀卵量(Y2)，相对怀卵量的计算公式为

1.3 数据分析方法

用Excel 2019 软件分析性成熟雌性克氏原螯虾各性状测量数据，得到其平均值、标准差、变异系数。用SPSS 22.0软件对怀卵量数据进行正态性检验，对各数量性状进行相关性分析，并采用多元逐步回归方法构建方程，剔除对怀卵量不显著的可度量性状，然后对显著的性状进行通径分析，计算决定系数[6]。具体数据计算参考杜家菊等[8]的方法。

2 结果与分析

2.1 数量性状的描述统计

性成熟雌性克氏原螯虾各性状平均值、标准差和变异系数如表1，克氏原螯虾怀卵量(Y1)、相对怀卵量(Y2)分别为462.02 粒、14.23 粒，其变异系数分别为28.30%、12.04%。

表1 性成熟雌性克氏原螯虾各性状参数统计

2.2 相关性分析

性成熟雌性克氏原螯虾各数量性状间的相关性分析如表2。除相对怀卵量外，各数量性状间的相关性均为正相关且达到了统计学意义(p＜0.01)，其中头胸甲宽(X5)与体质量(X11)的相关性最强，相关系数达到0.957。各性状与怀卵量(Y1)的相关系数为0.558～0.897，其中与怀卵量相关性最大的为体质量(X11)，为0.897，其次为头胸甲宽(X5)。

表2 性成熟雌性克氏原螯虾各数量性状间的相关系数

2.3 多元回归分析

以克氏原螯虾的怀卵量为因变量，其形态性状和体质量为自变量，进行逐步回归分析，建立的克氏原螯虾形态性状、体质量与其怀卵量的最优回归方程为

经F 检验，方程的显著性达到了统计学意义(p＜0.01)，表明建立的回归方程成立。方程回归系数检验见表3，其截距和回归系数均达到了统计学意义(p＜0.05)，表明方程的头胸甲宽(X5)、体质量(X11)、尾扇长(X10)和怀卵量(Y1)之间为显著的线性关系。

表3 克氏原螯虾测量性状与怀卵量偏回归系数的显著性检验

2.4 通径分析

克氏原螯虾各性状对怀卵量(Y1)的通径分析结果见表4，对怀卵量直接作用最大的是头胸甲宽(X5)，直接通径系数为0.624，其次是体质量(X11)。克氏原螯虾各性状对怀卵量的间接影响均大于直接作用，头胸甲宽(X5)通过体质量(X11)对怀卵量的间接影响最大，间接通径系数为0.597。

表4 克氏原螯虾主要性状对怀卵量的通径分析

2.5 决定系数

克氏原螯虾形态性状、体质量对其怀卵量的决定系数见表5，对怀卵量决定程度最高的是头胸甲宽(X5)，决定系数为0.389，其次是体质量(X11)，决定系数为0.308；克氏原螯虾的头胸甲宽和体质量对怀卵量的共同决定程度最大，决定系数达到了0.663。

表5 克氏原螯虾主要性状对怀卵量的决定系数分析

3 讨论与结论

3.1 影响克氏原螯虾怀卵量的主要性状的确定

相关分析表明，除相对怀卵量外，克氏原螯虾各形态性状、体质量与怀卵量之间的相关性均为正相关，且达到统计学意义(p＜0.01)，说明克氏原螯虾各形态性状和体质量对怀卵量均产生了一定程度的影响，且随着个体规格增大其怀卵量有增加的趋势。这与红螯螯虾[9]、青虾[10]、中国对虾[11]等虾类的个体大小与怀卵量相关性研究的结果类似，即同一种类较大的亲体通常具有较高的怀卵量，怀卵量与其个体规格呈正相关。

单一的相关分析只能简单得出两个变量间的相关系数，在有多变量的情况下，则不能够完全反映出变量之间的真实相关程度，因为其中可能含有其他变量带来的间接影响或效应[12]，而通径分析可以将因变量和自变量之间的相关程度拆分成直接影响和间接影响，进而找到影响因变量的最主要的自变量[6,13]。本研究通过通径分析和决定系数分析，得出头胸甲宽为影响克氏原螯虾怀卵量直接作用和决定程度最大的性状，其次为体质量，表明克氏原螯虾的头胸甲宽和体质量是影响其怀卵量的两个主要性状。王志铮等在研究日本沼虾的表型性状对其个体繁殖力影响效应时指出，在繁殖时期，虾类头胸部的表型性状可以决定其营养的利用和转化效率，进而对个体的繁殖力产生影响[14]。这是因为虾类的头胸部在其生命代谢活动中具有十分重要的作用，是其摄食、感觉、消化和排泄等的中心，这也可能是本研究中克氏原螯虾头胸甲宽是影响怀卵量主要性状的原因之一。

相关指数(R2)表示利用回归方程进行预测的可靠程度，当R2≥0.85 时说明影响因变量的主要自变量已经成功找出[15]。在本研究中，所建立的克氏原螯虾形态性状、体质量与怀卵量的回归方程的相关指数为0.854，略大于0.85，说明其余没有测量的或去除的性状影响较小，保留的头胸甲宽、体质量和尾扇长是影响克氏原螯虾怀卵量的主要性状。另外，逐步回归方程的回归系数检验和回归方差分析均达到了统计学意义，进一步验证了方程的可靠性[6]，说明方程中的头胸甲宽、体质量和尾扇长可以作为影响克氏原螯虾怀卵量的主要因素。

3.2 对人工繁育和选择育种的指导意义

本研究为了消除环境等因素对怀卵量的影响，克氏原螯虾的养殖环境及投喂饲料均是相同的，说明大规格克氏原螯虾怀卵量高于小规格的可能原因是遗传因素决定的。在水产动物的遗传育种中，性状的变异程度常常作为人工选择的重要参考依据，变异程度越大的性状，其选择潜力也越大[16-17]。通过比较克氏原螯虾各形态性状、体质量和怀卵量的变异程度，发现怀卵量的变异系数高于其他数量性状，表明怀卵量具有较大的人工选择潜力，在克氏原螯虾的良种选择和人工繁育过程中，可作为选择的指标。

克氏原螯虾的怀卵量可以决定抱卵量、孵化量、出苗量和苗质量，影响其人工繁殖的产出和效率，摸清克氏原螯虾的怀卵量对选择育种和指导实际生产有非常重要的意义，但是由于怀卵量不易直接测量，只能进行间接选择，普遍采用的方法是建立怀卵量与形态参数的数学关系式，而后测量相应的形态参数便可以计算出其怀卵量[18]。在本研究中，通径分析和决定系数分析的结果一致，认为在克氏原螯虾选择育种中，为提高怀卵量，应以头胸甲宽、体质量和尾扇长作为目标性状进行选择，也可以根据建立的逐步回归方程来预测克氏原螯虾的怀卵量。

克氏原螯虾作为我国养殖产量最高的甲壳类之一，具有重要的价值，但与其他虾类相比，克氏原螯虾的绝对怀卵量和体质量相对怀卵量较小[19]，范忠刚等[20]研究发现罗氏沼虾的怀卵量为25 740粒/尾，体质量相对怀卵量为976.2粒·g-1；中国对虾的个体平均怀卵量为1 074 323粒，平均体质量相对怀卵量为12 115粒·g-1[11]；日本沼虾的体质量相对怀卵量在600～700 粒·g-1之间[21]，而克氏原螯虾的怀卵量仅约有100～1 500 粒，体质量相对怀卵量约为8～35 粒/尾[19,22-25]，所以提高克氏原螯虾怀卵量、抱卵率和孵化率显得尤其重要。另外，影响克氏原螯虾怀卵量和性腺发育的因素很多，除了亲本规格外，还有生态环境中的物理因子（温度、光照、水位等）、亲本的营养状况及亲本来源等[26-28]，因此在克氏原螯虾亲本培育过程中，除了选择体质量大、头胸甲宽的雌虾进行育苗外，还应提供适宜的生态环境和丰富优质的营养，这样才有利于提高克氏原螯虾的繁殖能力和苗种的生产能力。