论文：白鲫与4种鲤杂交及其自交F1鱼苗的形态特征及生长

白鲫与4种鲤杂交及其自交F1鱼苗的形态特征及生长

张志新，周大颜，甘习军，黄彩林

(广西壮族自治区水产引育种中心，南宁 530031)

鲫(Carassiusauratus)是我国重要的大宗淡水鱼类，2014年全国鲫产量达到276.8万t[1-3]。杂交选育在水产新品种创制上发挥着重大作用，是非常重要的育种技术，也是获得优良品种的主要途径之一，在世界农业中应用最广泛，也最为成功[4-6]。自20世纪50年代以来，我国水产科研工作者通过杂交育种的方式获得了越来越多的优良品种，其中以鲤(Cyprinuscarpio)不同品种间的杂交成果最为显著，迄今为止，已获得建鲤、丰鲤、荷元鲤、芙蓉鲤、岳鲤、三杂交鲤、颖鲤等多个具有明显杂种优势的杂交组合[7-9]。鲫和鲤同科不同属，但两者都是经过基因重组和基因突变的二倍化多倍体鱼类(2n=100)，其基因重组的形式比一般鲤科鱼类(2n=50或48)多，基因突变的程度比一般鲤科鱼类大，杂交后能进一步扩大遗传变异，从而增加异质性，因此最有希望获得杂种优势。有关鲫与鲤的杂交已有很多报道[10-12]，但以鲫为母本和散鳞镜鲤、黑龙江野鲤、禾花鲤和兴国红鲤四种鲤杂交F1代苗种的形态特征与生长的研究报道鲜见。本研究从杂交子代的形态特征和生长两个方面研究最佳的杂交组合，以期获得最佳的体型和生长性能。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 亲本来源

白鲫引自中国水产科学院长江水产研究所；散鳞镜鲤引自黑龙江水产研究所；黑龙江野鲤引自哈尔滨市水产技术推广总站良种基地；禾花鲤引自三江县水产技术推广站；兴国红鲤引自中国科学院水生生物研究所。

1.1.2 试验鱼来源

于2017年5月5日进行同步催产和人工授精，在水泥池(规格为5 m×3 m×1.2 m)中设置尼龙网箱(规格为2.5 m×1.5 m×1.2 m)进行孵化，待平游后集中在水泥池中培育，个体体重平均达到 10 g/尾左右时，经PIT(无源集成收发器)标记后转入同一池塘不同塑料网箱(规格为2.0 m×1.0 m ×0.5 m)内隔离培育。

1.1.3 水源来源及水质要求

水源为充分曝气的地下水。试验期间，水温25～32 ℃，pH7.5～8.5，水质符合GB 11607—1989 和NY 5051—2001 的规定，溶氧24 h保持在5 mg/L以上，氨氮和亚硝酸盐均保持在0.01 mg/L以下。

1.2 试验设计

试验在广西壮族自治区水产引育种中心武鸣良种基地内进行。四个杂交组合分别为:白鲫(♀) x散鳞镜鲤(♂)，白鲫(♀)x黑龙江野鲤(♂)，白鲫(♀)x禾花鲤(♂)，白鲫( ♀)x兴国红鲤(♂),分别简称为:BS、BH、BHHBX。白鲫自交组合简称为BB。每个试验组合均设置三个重复。肉眼观察对白鲫进行初选，初选后体质健康的亲鱼个体进行体长、体重的测量，并对亲鱼进行一对一的交叉配组和人工繁殖。试验起止时间从2017年7月25 日至2017年10月13日，共80d。

1.3 试验管理

通过肉眼观察进行初选，剔出不正常的鱼，选择亲鱼进行一对一的交叉配组和人工繁殖进行试验。试验鱼经过驯养，大部分鱼都能在专设的饲料食台摄食；鱼种放养前12 d，用豆浆和鳗鱼料按2∶1比例拌匀后进行全池泼洒投喂，以后改投鲫鱼专用配合颗粒膨化饲料；试验期间，每天定时投喂2次(9：00、17：00)，每次投喂量约为鱼体重的3%～5%。每天早晚各巡塘一次，观察试验鱼摄食和活动情况，一旦发现间题，及时处理解决。阴雨天及特殊天气情况加大巡塘频度，每天做好养殖记录。定期检测鱼类生长情况和健康状况。

1.4 数据测量

亲鱼的体重用普通电子称测量(精确到1 g)，体长和体高用普通直尺测量(精确到1 mm)。F1苗种的体重用用电子天平测量(精确到0.01 g)，可量性状用两脚规配合游标卡尺测量(精确到0.01 mm)，主要包括头长、吻长、眼径、眼间距、体长、体高、背棘长、全长、尾柄长和尾柄高共计10项。框架结构数据的测量参照图1，有D1-2、D1-3、D1-4、D1-6、D2-4、D3-2、D3-4、D3-5、D3-6、D3-8、D4-6、D5-4、D5-6、D5-7、D5-8、D6-8、D7-6、D7-8、D7-9、D7-10、D8-10、D9-8、D9-10，共计23项。可数性状有侧线鳞数、侧线上鳞数、侧线下鳞数、背鳍鳍条数、胸鳍鳍条数、腹鳍鳍条数和臀鳍鳍条数，共计7项。

图1 白鲫自交子代和鲫鲤杂交子代框架结构示意图Fig.1 Schematic diagram of the frame structure of the hybrid offspring of crucian carp and C.carpio1.胸鳍起点；2.吻端；3.腹鳍起点；4.头背部末端；5.臀鳍起点；6.背鳍起点；7.臀鳍末端；8.背鳍末端；9.尾鳍腹部起点；10.尾鳍背部起点

1.5 数据分析

采用Excel 2010处理相关数据；用SPSS18.0软件进行统计分析；组间差异显著性采用单因素方差分析(One-way ANOVA)，显著性水平设为0.05，P<0.05 表示差异显著性，P>0.05表示差异不显著。

在进行多元统计分析时，首先将每尾鱼的各项实测形态学数据和框架数据均除以体长进行校正，以消除不同鱼体的规格差异对形态分析产生的影响，再对各个参数的比值做均值处理，得到10个形态学及23个框架数据的比例性状，用此比例性状进行均值分析、聚类分析、判别分析和主成分分析。

5个群体的成活率及生长参数按下式计算：

成活率(SR)=成活的数量/总数量×100%

变异系数(CV)=标准差/平均值×100%

绝对增重率(AGR)=(W2-W1)/(t2-t1)，式中，W1、W2分别为时间t1和t2时的体重

肥满度(K)=体重/体长3×100。

2 结果与分析

2.1 子代群体的生长性状比较

白鲫自交子代(BB)及4个鲫鲤杂交子代(BHH、BH、BS、BX)5个群体的体重及生长性能比较如表1所示。从表1中可以看出，BB、BHH、BH、BS和BX五个组间的初始体重差异较小，但经过3个月的饲养，它们在体重方面出现较显著的差异。体重变异系数方面BH、BX两个组明显低于其它组，但两者间不存在明显差异；绝对增重率方面BH组显著高于其它四组，而BX组亦显著高于BB、BHH、BS三组，在生长率方面BH组分别是BX、BHH、BB、BS四组的1.3倍、2.4倍、2.8倍和4.3倍；在肥满度方面BH组显著高于BHH、BS、BX三个组，但与BB组之间不存在显著差异，而BX组显著高于BHH、BS两个组；成活率方面以BB组最高，BX组最低。

表1 5个子代群体的生长性能比较Tab.1 Growth performance of 5 progeny populations compared

注：右上标不含相同字母表示差异显著(P<0.05)，含相同字母表示差异不显著。

2.2 子代群体的可数性状比较

5个试验组合的可数性状见表2。t检验结果表明，其差异均不显著，由此可见，它们是形态外观相似的近缘种，无法依此分辨其种类。

表2 5个子代群体的可数性状Tab.2 Countable characters of 5 progeny groups

2.3 子代群体的可量性状比较

2.3.1 聚类分析

对白鲫自交子代(BB)及4个鲫鲤杂交子代(BHH、BH、BS、BX)的9个形态学参数和23个框架参数的分析结果见图2。由图2可知，BHH、BH、BS、BX 的主要形态特征与BB存在差异，而BHH、BH、BX三者间较为接近。

图2 5个子代群体的聚类分析图Fig.2 Cluster analysis diagram of five progeny populations

2.3.2 判别分析

对白鲫自交子代(BB)及4个鲫鲤杂交子代(BHH、BH、BS、BX)的32项比例参数的判别结果见表3。结果显示：利用9项可量和23项框架形态参数进行判别的准确率都较高，而在4个鲫鲤杂交子代中，以BX的判别准确率最高，BH和BS次之，BHH最低。

表3 5个群体判别分析归类结果Tab.3 Classification results of discriminant analysis of 5 groups

2.3.3 主成分分析

对白鲫自交子代(BB)及4个鲫鲤杂交子代(BHH、BH、BS、BX)的9项可量比例参数和23项框架比例参数的形态测量数据，经Kaiser标准化正交旋转后进行主成分分析，结果如表4和5所示。由表4可知，前8个主成分的方差贡献率分别为21.67%、14.60%、9.59%、6.93%、6.83%、4.37%、3.75%和3.64%，累计贡献率为71.40%，而前2个主成分已经达到36.27%，因此可以确定主成分2为拐点。其中，主成分1特征向量有24个正值，最大的前11个主要形态性状分别为D5-6、D3-4、D7-6、D1-6、D5-4、D3-2、D7-8、D3-8、D7-10、D3-6和D1-3，主要描述了鱼体躯干部垂直轴方向的形态变化，其次是尾部垂直轴方向的形态变化。主成分2 特征向量26个正值，最大的前11个主要形态性状分别为D4-6、D2-4、D5-7、D5-8、D3-5、D3-6、D1-2、D9-10、D1-4、D7-8、D6-8，主要反映了鱼体头部和躯干前部水平轴方向的变化，其次是躯干部垂直轴和尾部的形态变化。

表4 前8个主成分的相关矩阵特征值Tab.4 The eigenvalue of the correlation matrix of the first 8 principal components

表5 32个比例参数性状对8个主成分特征向量Tab.5 32 proportional parameter traits for 8 principal component eigenvectors

续表

2.4 子代群体的可量性状参数比值

表6 子代群体的可量性状参数比值Tab.6 The ratio of quantifiable trait parameters of the daughter population

3 讨论

3.1 杂种优势

鱼类远缘杂交可有效提高生长速度、转移优良性状等，能够培育出整合双亲优良基因型的杂交子代[13-14]。本试验发现4个鲫鲤杂交子代中的BH、BS、BHH的绝对增重率(0.34 g/d、0.27 g/d、0.14 g/d)明显高于BB(0.12 g/d)，其生长速度分别是BB的2.8倍、2.3倍和1.2倍，而BS的绝对增重率(0.08 g/d)则低于BB。结果表明，白鲫雌鱼与黑龙江野鲤或兴国红鲤雄鱼杂交，其子代生长速度均快于白鲫，表现出明显的杂种优势；而与禾花鲤或散鳞镜鲤雄鱼杂交，其杂交子代的生长速度均没有显示超过白鲫的杂种优势。在其它性状方面，白鲫雌鱼与黑龙江野鲤或兴国红鲤雄鱼杂交，其杂交子代的体重变异系数均显著低于白鲫，肥满度比白鲫略高或基本持平；而与禾花鲤或散鳞镜鲤雄鱼杂交，其杂交子代的体重变异系数只比白鲫略低或略高，肥满度则显著低于白鲫。据此初步判断，白鲫与上述4个鲤鱼品种的杂交，以黑龙江野鲤的杂交子代的生长性能最优，兴国红鲤的杂交子代次之。

3.2 杂交子代的形态差异分析

形态比例性状是鱼类分类中非常重要的指标[14-15]。在本试验生长对比过程中，发现3月龄以上的白鲫和4个鲫鲤杂交子代的形态特征的差异逐渐显现，用肉眼已能正常区分，而鲫鲤杂交子代的可数性状介于父母本之间，不存在显著差异，因此难以用来区分杂交子代。本研究对5个群体的32个性状进行判别分析，其综合判别率为87.2%，判别效果较好，可清楚地显示各群体之间的形态学差异。聚类分析结果表明，白鲫和禾花鲤的杂交子代与白鲫和兴国红鲤的杂交子代的主要形态特征较为接近，而4个鲫鲤杂交子代与白鲫自交子代的主要形态特征存在差异，这反映了在远缘杂交过程中，母性效应在各种性状中表现出复杂性，一些比例性状参数和校正参数均可出现偏离母性性状的现象。本研究中，主成分分析共获得了形态差异的8个主成分，其累计贡献率为71.40%，比较全面地描述了5个群体之间的差异。其中决定主成分1的特征向量的11个参数性状大多集中在鱼体的躯干和尾柄轴方向，这在区分鱼类种类和环境适应等方面具有重要作用；而决定主成分2的11个参数性状大多集中在鱼体头部和躯干前部水平轴方向，反映了头部和背部的形态特征也是鲫鲤杂交子代的重要形态变异来源。

白鲫和黑龙江野鲤杂交F1代在苗种时期与其与其他三种鲤鱼杂交F1代在生长性能方面表现出优越性。形态比例性状可以作为杂交子代差异分析中非常重要的指标，而在本研究中鲫鲤杂交子代的可数性状处于父母本之间，没有明显的差异性，不能够以此来区分杂交子代。另外，形容群体差异之间的一部分性状参数大多集中在鱼体的躯干和尾柄的主轴上，而另一部分性状参数又大多集中在鱼体的头部和躯干前部水平轴方向。要获得从苗种到成鱼的养殖性能的优劣，需要做进一步的养殖研究。