分子群体遗传学方法处理鲤形态学数据的适用性

在鱼类形态学性状的数据处理分析中,主要利用数理统计分析软件进行形态学数据的聚类分析、主成分分析和判别分析,而随着现代分子生物学技术的发展,一系列分子群体遗传学数据分析方法和处理软件应运而生。为研究分子群体遗传学方法对鱼类形态学数据分析的适用性,实验以兴国红鲤、玻璃红鲤、荷包红鲤完全双列杂交产生的9个群体形态学数据为对象,比较了传统形态学方法与分子群体遗传学方法对鱼类形态学性状的分析效果。结果发现，两类方法的聚类分析结果一致;主成分分析的结果表明,传统形态学分析方法能反映个体间的形态差异,而分子群体遗传学方法则能更好地反映群体间的形态差异;判别分析结果显示,两类方法的综合判别率相当;利用STRUCTURE软件进行的遗传聚类分析结果也发现,两类方法所得的结果一致。研究表明,应用传统形态学方法与分子群体遗传学方法分析鲤形态学性状是一致的,分子群体遗传学方法处理鲤科鱼类形态学数据是可行的。     

青岛近岸金乌贼繁殖群体形态特征及遗传分化

为探究青岛近岸金乌贼(Sepia esculenta)繁殖群体结构及其结群历时长、产卵期内亲体规格递减的结群现象,运用形态学度量方法结合微卫星分子标记技术,对青岛薛家岛近岸前、中、后3个不同洄游时期金乌贼繁殖群体的形态特征和遗传分化水平进行统计分析,探究其亲缘关系并量化差异水平。主要结果如下:形态学主成分分析(PCA)结果显示,前3个主成分的累积贡献率为60.067%,低于85%;判别分析(D_A)结果显示, 3个时期繁殖群体的判别准确率介于66.7%～82.1%,两者的散点图结果一致,均显示3个群体未明显占据不相重叠的区域。微卫星标记结果表明, 3个时期繁殖群体的遗传距离D_A介于0.12～0.16,群体遗传分化指数为0.0014～0.0064,利用Structure判断最佳理论组群为1,表明其亲缘关系较近。综合分析认为,虽青岛近海不同洄游时期金乌贼繁殖群体的规格差异较大,但形态学参数差异较小,遗传距离较近且遗传分化水平较低(F_(st)0.05),未呈现明显的群体分化。     

褐菖鲉不同地理群体的形态学比较研究

研究褐菖鲉群体间形态差异及与生境的关系,能够为我国近海海域鱼类物种多样性研究和资源保护提供基础资料。采用主成分分析、判别分析、聚类分析和单因素方差分析等多元统计分析方法对采集自我国浙江舟山、福建厦门、广东汕头及广西北海附近海域的4个褐菖鲉(Sebastiscus marmoratus)群体共112尾个体的8个分节特征和15个量度特征进行分析。研究结果显示,北海群体和舟山群体的形态特征指标分别与其他两个群体存在一定程度的分化。相比于北海群体,厦门群体尾柄更长,头部更小。生境差异以及褐菖鲉生活范围相对稳定的生活习性,使得被隔绝于相对独立的生活环境的群体产生了形态特征上的适应性分化。同时,由于我国东海海域和南海海域之间的联通性,不同海域的褐菖鲉群体之间因摄食、繁殖等出现的短距离迁徙出现短暂的基因交流,在一定程度上削弱了形态特征的分化。     

中国沿海6个花鲈群体的形态差异分析

通过聚类分析、主成分分析和判别分析等多元分析方法,对东港、绥中、秦皇岛、青岛、舟山以及珠海等6个花鲈(Lateolabrax maculatus)地理群体的8个形态比例性状进行了研究。聚类分析和主成分分析表明,6个花鲈群体可被分为两支:来自黄海、渤海海域的东港、秦皇岛、绥中和青岛群体为一支(北方群体);东海海域的舟山群体和南海海域的珠海群体为另一支(南方群体)。南北群体间有一定程度的形态分化,和舟山群体相比,珠海群体和北方群体的亲缘关系更近。主成分分析获得的3个主成分方差贡献率分别为31.726%、27.744%和14.075%,累计贡献率为73.545%。利用8个变量构建的6个地理种群的判别公式,判别准确率在63.6%~84.4%之间,综合判别准确率72.7%。本研究结果为花鲈地理种群判别、种质资源评价以及良种选育等提供了基础资料。     

黄海、东海近海七个棘头梅童鱼地理群体的形态差异分析

对2013年采自连云港、大丰、崇明、舟山、宁德、厦门和温州的7个棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)群体共238个个体进行形态学比较研究,运用单因素方差分析、主成分分析、聚类分析和判别分析等多元统计分析方法对13项可量性状以及20项框架参数进行形态差异分析。单因素方差分析结果显示,7个地理群体之间确实存在显著性差异;主成分分析得到的4个主成分对不同群体间总差异的贡献率分别为53.131%、9.328%、4.249%和3.406%,累积贡献率为70.113%,躯干部最能用以区分不同的地理种群;主成分分析和聚类分析结果基本一致,认为7个棘头梅童鱼地理群体在形态上不存在明显的南北分化现象;通过判别分析得到14个比例变量并构建判别函数,将7个群体的数据代入函数,得到群体的综合判别率为85.3%,判别准确率P1为62.5%~96.7%(群体判别正确的尾数/群体的实际尾数),P2为78.1%~90.6%(判别正确的尾数/判入该群体的尾数),舟山群体由于其特殊的地理因素,判别准确率较低(P1=62.5%,P2=78.1%)。本研究为棘头梅童鱼地理种群判别、种质资源保护以及良种选育等提供了基础的形态学数据。     

中国近海9个小黄鱼群体的形态学比较研究

对2005年-2010年采自渤海、黄海和东海海域的9个小黄鱼（Larimichthys polyactis）群体共208个个体进行了形态学比较研究，运用主成分分析、判别分析、聚类分析和单因子方差分析等多元统计分析方法对9个小黄鱼地理群体的20个量度特征和8个分节特征进行分析。结果显示，判别分析的综合判别率为73．6％。其中东海（宁波）群体判别率最高（86．4％）；黄海SY4群体判别率最低（54．3％）。主成分分析、聚类分析和单因子方差分析结果一致，均显示渤海群体与黄海、东海群体间存在一定程度的分化。     

钝吻黄盖鲽不同群体形态学比较研究

运用主成分分析、多变量分析和单因子方差分析方法,对蓬莱、朝鲜近海和日本釜石3个钝吻黄盖鲽Pleuronectes yokohamae群体(78尾)10个分节特征和7个量度特征进行了比较分析。多重比较和单因子方差结果显示,3个群体在2～5个形态特征上均存在显著差异(P=0.05)。采用逐步判别法对形态特征综合分析,利用贡献率大的参数对3个地理群体进行判别分析表明,判别准确率P1为83.3%～100.0%,综合判别率为92.31%。以上分析结果表明,3个群体间存在一定程度的分化,中、日群体间有明显的差异,研究结果可为钝吻黄盖鲽群体遗传学研究提供形态学依据。     

山东半岛东南部海域星康吉鳗资源密度时空分布及其与环境因子之间关系

为了解山东半岛东南部海域星康吉鳗资源密度时空变化及其与环境因子之间的关系,实验根据2016年10月和2017年1月、5月、8月山东半岛东南部海域4个航次底拖网调查数据,利用广义可加模型(GAM)分析了星康吉鳗资源密度时空分布特征及其与环境因子之间的关系。结果发现,星康吉鳗资源密度及分布具有明显的季节变化。春季,山东近海星康吉鳗资源密度为66.38 kg/h,夏季资源密度达到一年中最大值,为87.31 kg/h,秋季资源密度为79.01 kg/h,冬季资源密度大幅度降低,仅为10.44 kg/h。GAM模型结果显示,水深和海水底层温度对星康吉鳗资源分布影响最大。春季,星康吉鳗资源密度与水深、底温呈正相关关系,其分布范围较广,主要分布在海州湾中部海域(35°N沿线分布最多);夏季,其空间分布受水深影响,主要集中分布在水深20～30 m的山东半岛南部近岸海域;秋季,水深、底温、饵料生物量与星康吉鳗资源密度呈正相关,此时星康吉鳗分布较分散。冬季,星康吉鳗资源密度与水深呈正相关,此时主要分布在受黄海暖流影响的海州湾北部海域以及123.5°E～124°E海域。研究表明,星康吉鳗资源分布与其洄游习性和海域水温等水文特征的季节性变动有关,其分布特征在春季、冬季分别受青岛冷水团与黄海暖流影响显著。本研究有助于了解山东近海星康吉鳗群体的生活习性,为其资源的养护和管理提供依据。     

丽文蛤与文蛤4个地理群体的形态差异分析

对丽文蛤和文蛤的可量性状进行了单因子方差分析、主成分分析、聚类分析和判别分析,比较了两者的形态差异。单因子方差分析结果显示,丽文蛤与文蛤在10个比例性状中存在着7~8个显著差异(P0.05)。主成分分析和聚类分析结果显示,文蛤不同地理群体为一组,丽文蛤为另一组。主成分分析构建了4个主成分,其贡献率分别为26.70%、17.04%、13.82%和10.40%,累计贡献率为67.95%。第一主成分主要受楯面长/壳长、小月面长/壳长的影响。判别分析结果显示,丽文蛤与文蛤4个地理群体的形态差异显著(P0.05)。建立了5个判别函数,其判别准确率P1为69.51%~98.75%,P2为76.67%~95.18%,综合判别率为82.80%。     

中国沿海长蛸群体形态性状的差异

中国海域跨度大,生态环境差别显著,栖息在不同地理位置的长蛸群体在形态特征上存在差异。实验采用主成分分析、判别分析、单因素方差分析及逐步判别分析的多元分析方法对中国沿海长蛸11个自然群体的14个形态指标进行了综合分析,并建立了群体判别函数。结果显示,长蛸腕式为1234,腕间膜式为ABCDE。主成分分析构建了2个主成分,累计贡献率达66.067%。主成分1主要包括胴宽/体长、头宽/体长、漏斗后部长/体长3个参数,累计贡献率达36.979%;主成分2主要包括体质量/体长、胴背长/体长、漏斗前部长/体长3个参数,累计贡献率达29.088%。基于主成分散点图可以清晰区分澎湖群体与其他群体。依据判别函数,群体综合判别准确率为60.40%。单因素方差分析显示,腕吸盘数目在澎湖群体与其他群体之间存在显著差异。聚类分析显示,11个群体中北方5个群体与宜兰群体先聚为一支,再与嵊泗、南麂岛、连江3个南方群体聚成一支,之后与澎湖群体聚成一支,泉港群体单独聚成一支。研究表明,北方5个群体间形态相似度较大,且与南方群体差异显著;澎湖和泉港群体与其他群体之间存在较大的形态差异。中国沿海11个长蛸群体在形态上存在一定地域差异性,形态多样性较高。     

中国沿海龙头鱼群体多变量形态特征的比较

为查明我国沿海不同地理群体龙头鱼（Harpadon nehereus）外部形态差异，采用传统形态学测定和几何框架度量法对8个龙头鱼群体共计199尾个体的29个可量性状进行了多元统计分析。主成分分析提取了排序前7位的主成分，获得累计贡献率达71.481%。主成分散点图显示舟山和潮州群体与其他群体差异较大，其中第1主成分反映了臀鳍大小及腹鳍至臀鳍间的躯体斜向大小差异；主成分2受到双眼间距离和口裂大小的影响。单因素方差分析显示仅特征值口裂/头长（MCL/HL）、腹鳍起点至脂鳍起点/体长（D₃-D₈/BL）、臀鳍起点至背鳍起点/体长（D₅-D₆/BL）和臀鳍基部末端至脂鳍基部末端/体长（D₇-D₁₀/BL）在各群体间未检测到显著性差异（P<0.05）。聚类树显示舟山群体聚在最外层，与其余群体差异较大，其次为海口和青岛群体。用逐步回归分析法选取9个作用最大的特征值建立判别公式，样本被判入青岛群体的判别准确率为100%，综合辨别率为66.9%。研究结果表明，不同群体龙头鱼在形态上存在一定差异，躯体长度、臀鳍位置和头部形态是区分它们的主要特征，但这些差异与地理分布没有形成对应关系。推测不同群体间频繁的交流使得形态差异受地理距离的影响较小，环境因子可能是导致特征差异的主要原因。     

Discovery of a spawning area of the common Japanese conger <Emphasis Type="Italic">Conger myriaster</Emphasis> along the Kyushu-Palau Ridge in the western North Pacific

The common Japanese conger Conger myriaster is an important commercial coastal fisheries species in East Asia, but its spawning area has not been determined. A larval sampling survey was conducted in September 2008 along 136°E between 13°N and 22°N, which roughly followed the Kyushu-Palau Ridge in the western North Pacific. Twenty larval specimens were confirmed to be C. myriaster using DNA analysis. Two were newly hatched larvae (preleptocephali) 5.8 and 7.8 mm in total length (TL), which were caught at 17°N. The 5.8 mm TL larva was estimated to be 3–4 days after hatching, the youngest preleptocephalus (i.e., the earliest stage) of this species ever collected. Eighteen other leptocephali were caught at 18°N and 21°N, and these ranged from 18.6 to 40.0 mm TL. Based on these collections, we discerned that there is a spawning area of C. myriaster in the area along the Kyushu-Palau Ridge approximately 380 km south of Okinotorishima Island. Similar to the Japanese eel spawning area along the West Mariana Ridge, the Kyushu-Palau Ridge may play an important role as a landmark of the spawning area. The discovery of this offshore spawning area should lead us to a better understanding of the recruitment mechanisms of C. myriaster, and help to facilitate future international management efforts.     

长江口及邻近海域4个不同地理群体凤鲚矢耳石形态差异

为探明相邻海域凤鲚（Coilia mystus）群体间的差异性，分别采集江苏吕四（吕四群体）、上海崇明（崇明群体）、浙江舟山（舟山群体）和浙江温州（温州群体）邻近海域的凤鲚共240尾。以凤鲚矢耳石为研究对象，利用耳石测量法和耳石框架法获得21个测量参数，通过公式转化为20个形态指标数据，并进行多元统计分析。非参数检验显示4个群体间14个形态指标具有显著性差异（P<0.05）；应用主成分分析构建了7个反映耳石形态特征的主成分，累计贡献率为81.79%，结果显示不同群体耳石的整体形态相似，各群体间的耳石形态差异主要体现在局部的框架形态指标；利用贡献率最大的9个形态指标构建了4个群体的判别方程，温州群体的判别准确率最高，为96.7%，其次是崇明群体（66.7%）、吕四群体（60.0%）和舟山群体（58.3%）；聚类分析表明崇明和舟山群体距离最近，其次为吕四群体，与温州群体距离最远。结果表明，崇明、舟山和吕四群体间矢耳石形态差异较小，而温州群体与这3个群体的差异最大，可单独确立为一个生态群体。可见，短距离洄游性凤鲚不同群体间耳石形态差异大小与群体地理阻隔程度相关。     

不同水域刀鲚形态的分析比较

选取采于黄海吕泗渔场(吕泗群体)和大沙渔场(大沙群体),长江口崇明岛(崇明群体),长江芜湖江段(长江芜湖群体),钱塘江口舟山东霍山(舟山群体),黄河东营江段(黄河群体)的刀鲚,测量全长、体长等14个可量性状和20个框架结构数据并计算肥满度。针对不同性别和不同水域的刀鲚所测得的形态学数据进行多元统计分析。结果表明,雌雄刀鲚在体长上没有显著性差异,在肥满度上雌性显著大于雄性,在反映躯干纵向长度的性状和框架结构上,雌性也显著大于雄性;两个黄海群体的形态与长江崇明和芜湖群体最为接近,与舟山群体和黄河群体都有显著差别,显示黄海群体最有可能洄游进入长江,与长江两群体间具有关联性;而舟山群体和黄河群体可能较独立于其它群体,关联性不明显。     

黄、东海3个黄姑鱼群体和1个鮸鱼群体的形态学比较研究

对采自黄海中部(青岛)、东海北部(舟山)和东海南部(厦门)海域的3个黄姑鱼自然群体(共121尾)和浙江舟山沿海的1个鮸鱼群体(24尾)的6组分节特征和7组量度特征进行了聚类分析、单因子方差分析和主成分分析。结果表明,鮸鱼群体与3个黄姑鱼群体之间在侧线鳞数、第1背鳍数、第2背鳍数、下鳃耙数和脊椎骨数等分节特征(上鳃耙数除外)和体高/体长、头长/体长、尾柄长/体长、吻至背鳍起点/体长、吻至胸鳍起点/体长、吻至臀鳍起点/体长和背鳍起点至臀鳍起点/体长等量度特征上存在着显著差异,而3个黄姑鱼群体之间在这13组形态特征上也存在着一定差异,但与种间差异相比则很小。另外,对于3个黄姑鱼群体来说,与青岛群体相比较,舟山群体与厦门群体之间更加相近。     

星康吉鳗形态性状与体重的通径分析及生长曲线拟合

为探明星康吉鳗（Conger myriaster）形态性状和体重的关系，测定了体重（Y）及全长（X₁）、肛长（X₂）、尾长（X₃）、头长（X₄）、吻长（X₅）、眼径（X₆）、眼后头长（X₇）、背鳍前长（X₈）、躯干长（X₉）、头宽（X₁₀）、眼间距（X₁₁）等11个形态性状，通过相关分析、通径分析、回归分析等方法研究了形态性状对体重的影响；通过曲线拟合获得4个形态性状与体重的最佳拟合模型。结果表明，星康吉鳗各形态性状之间以及形态性状与体重之间均呈极显著正相关关系（P< 0.01）。相关分析发现肛长（X₂）与体重的相关系数最大（0.970）；通径分析发现肛长（X₂）对体重的直接作用最大（0.450），头宽（X₁₀）通过肛长（X₂）对体重的间接作用最大（0.431）；决定系数分析发现，肛长（X₂）对体重的直接决定系数最大（0.203），肛长（X₂）和头宽（X₁₀）的共同决定系数最大（0.172）。形态性状（X）与体重（Y）的多元回归方程为Y=-113.859+6.481X₂+49.213X₆+11.514X₇+20.145X₁₀（R²=0.954）。星康吉鳗肛长（X₂）、眼后头长（X₇）、头宽（X₁₀）与体重的最佳拟合模型为指数函数，模型方程分别为Y=1.466e^0.287X、Y=1.435e^1.328X、Y=1.970e^1.974X，眼径（X₆）与体重的最佳拟合模型为线性，方程为Y=-77.460+222.093X。结论认为，在星康吉鳗选育时，应以肛长（X₂）和头宽（X₁₀）为主要选择性状，以眼径（X₆）和眼后头长（X₇）为辅助选择性状。     

多鳞四指马鲅5个地理群体的形态差异

为探讨不同地理群体多鳞四指马鲅形态差异,本研究基于2018~2019年采自海门、如东、舟山、三门、珠海的5个地理群体的133尾多鳞四指马鲅个体进行35个可量性状和8个可数性状测定,并拍摄保存样本照片用于几何形态学分析。多鳞四指马鲅的传统形态学和几何形态学分析结果均表明：5个地理群体的多鳞四指马鲅形态特征存在一定程度的差异,且和地理距离成正相关,但尚未达到种群分化的程度。这可能是更新世冰期时,海平面下降导致南海和东黄海之间形成地理隔离所致;但随更新世末期海平面上升,因多鳞四指马鲅极强的洄游习性,仍有部分群体可以在黄海和南海之间进行长距离洄游,以及鱼卵和仔稚鱼存在随洋流扩散从而群体间存在不同程度的基因交流,从而导致不同地理群体群体间虽存在着较大的形态特征差异,但形态和遗传分化仍未能达到种群分化水平。综上,鉴于不同地理群体的多鳞四指马鲅在不同海域繁殖、索饵出现的时段差异,建议对这5个地理群体中三门群体和舟山群体2个管理单元划分,而如东群体与海门群体划为1个管理单元,珠海群体划为又1个独立的管理单元。针对5个地理群体按4个管理单元进一步制定特别管理政策,以期既保护渔业资源可持续发展又保障广大渔民的生计。