本發(fā)明涉及一種基于中華絨螯蟹背甲形態(tài)的產(chǎn)地判別方法，能夠較為客觀、無損傷地建立不同水域產(chǎn)中華絨螯蟹背甲形態(tài)的特征；利用這些特征可以較有效、快速且準(zhǔn)確地判別來自不同產(chǎn)地水域中華絨螯蟹資源群體等內(nèi)容，屬于水產(chǎn)品質(zhì)量安全技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

中華絨螯蟹(eriocheirsinensis)，俗稱河蟹、大閘蟹，屬節(jié)肢動物門、甲殼綱、十足目、方蟹科、絨螯蟹屬，是我國(特別是江蘇省)主產(chǎn)、高值水產(chǎn)品之一。隨著人工育苗技術(shù)的成功，中華絨螯蟹的產(chǎn)量快速上升。在我國中華絨螯蟹的養(yǎng)殖區(qū)分布廣泛，南至福建、廣東，北至遼寧、山東。如此眾多來源不同、品質(zhì)不一的中華絨螯蟹在市場銷售，為相應(yīng)的管理監(jiān)督工作以及消費者挑選購買帶來困難。特別是不同產(chǎn)地的中華絨螯蟹的水產(chǎn)品認(rèn)知度不同，價格相差很大；其中以長江水系最佳；而在長江水系中，尤以陽澄湖中華絨螯蟹品質(zhì)為優(yōu)。一般認(rèn)為陽澄湖產(chǎn)中華絨螯蟹個體大、體肥、蟹肉豐滿、所含的水分較少，含蛋白質(zhì)、脂肪質(zhì)、碳水化合物和維生素a等營養(yǎng)成分較高，還具有一定的藥用價值，價格遠(yuǎn)高于其它產(chǎn)地的蟹。正是由于不同產(chǎn)地間河蟹的價格差異較大，不法分子會通過假冒品牌蟹(如“洗澡蟹”)等手段進(jìn)行銷售，嚴(yán)重影響了中華絨螯蟹市場的正常秩序和生產(chǎn)者以及消費者的正當(dāng)權(quán)益。對此，尋找有效地鑒別不同產(chǎn)地中華絨螯蟹的方法意義重大，但難度也非常大。

當(dāng)生物長期適應(yīng)于特定的環(huán)境，其會逐漸與其他群體產(chǎn)生一系列可遺傳的差異。形態(tài)特征便是由遺傳因子與環(huán)境因子共同作用的結(jié)果，而地理屏障使一個種群與同種的另一種群由于某種程度的地理分隔，導(dǎo)致在形態(tài)、生理甚至遺傳上形成一定的差異，進(jìn)而形成了甌江、遼河和長江等不同水系的中華絨螯蟹群體。這就為利用形態(tài)來辨別中華絨螯蟹原產(chǎn)地提供了可能。然而傳統(tǒng)河蟹的形態(tài)學(xué)分析方法受限于其對研究對象形態(tài)差異識別準(zhǔn)確性低的影響，雖然在中華絨螯蟹背甲形態(tài)的整體特征地歸納上有一定優(yōu)勢，但無法把握某些具體形態(tài)特征的差異(如背甲上一些凸起以及花紋等)。與傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)分析方法相比，地標(biāo)點法則更加關(guān)注特定形態(tài)的差異特征，通過建立相應(yīng)的坐標(biāo)軸系，抽取形態(tài)特征的坐標(biāo)信息，并通過一系列的相對扭曲以及放大網(wǎng)格圖進(jìn)一步呈現(xiàn)出不同研究對象間特征點的差異。顯而易見如果將這種方法結(jié)合到中華絨螯蟹的形態(tài)判別分析中來，并開發(fā)出一種快速、高效、無損傷的不同水域原產(chǎn)地中華絨螯蟹的判別方法，無疑將為我國河蟹產(chǎn)業(yè)的原產(chǎn)地保護(hù)、“名、特、優(yōu)”水產(chǎn)品價值的保障提供重要的技術(shù)支持和服務(wù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)形態(tài)測量準(zhǔn)確性、客觀性等的不足，以及其他如化學(xué)、分子生物技術(shù)等會造成樣品損傷等的缺點，提供一種新的不同產(chǎn)地中華絨螯蟹背甲形態(tài)的判別方法。其利用地標(biāo)點法對不同產(chǎn)地中華絨螯蟹背甲形態(tài)中的多種形態(tài)特征進(jìn)行分析，經(jīng)圖像處理后提取地標(biāo)點坐標(biāo)，進(jìn)行相對扭曲主成份分析以及判別分析，并利用薄板樣條分析和網(wǎng)格變形將其形態(tài)變異矢量可視化，以此來進(jìn)行原產(chǎn)地判別；該方法所取得結(jié)果穩(wěn)定性好、可重復(fù)性高、系統(tǒng)誤差小、客觀性和判別性強，不僅克服了傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)方法判別率低以及化學(xué)等方法對樣品會產(chǎn)生損傷的局限，而且顯示出其快速、簡便、低成本的優(yōu)勢。

本發(fā)明的技術(shù)方案，

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明以江蘇省太湖、洪澤湖、高郵湖、長蕩湖、陽澄湖、駱馬湖以及崇明東灘水域、昆山巴城養(yǎng)殖基地、興化泓膏大閘蟹養(yǎng)殖基地等水域產(chǎn)的中華絨螯蟹背甲形態(tài)作為研究對象，無需經(jīng)過前處理，直接利用數(shù)碼相機采集其背甲形態(tài)照片，通過電腦將所有照片進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后，經(jīng)過一系列地標(biāo)點的抽取以及比較，即可較為快速的了解不同產(chǎn)地中華絨螯蟹背甲形態(tài)特征的差異以及地理特征，并基于以上這些特征建立不同產(chǎn)地中華絨螯蟹的判別公式。該方法所取得的結(jié)果具有客觀性、穩(wěn)定性好，可重復(fù)性高、系統(tǒng)誤差小，判別性強，不僅克服了傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)判別率低的局限，而且對取樣對象幾乎不造成損傷，并有簡單、快速、精確判定等的優(yōu)勢。

本發(fā)明可以有效地區(qū)分分別產(chǎn)自上述太湖、洪澤湖、高郵湖、長蕩湖、陽澄湖、駱馬湖以及崇明東灘水域、昆山巴城養(yǎng)殖基地、興化泓膏大閘蟹養(yǎng)殖基地等水域產(chǎn)的中華絨螯蟹，對應(yīng)的判別成功率達(dá)100％，并建立了各地域中華絨螯蟹特有的背甲形態(tài)特征庫和判別函數(shù)方程。

附圖說明

圖1是實施例1利用tpsdig2軟件對拍攝好并經(jīng)過處理過的中華絨螯背甲圖片建立的坐標(biāo)點示意圖；a、雄蟹背甲地標(biāo)點位置；b、雌蟹背甲地標(biāo)點位置。

圖2是實施例1中產(chǎn)自泓膏、洪澤以及東灘的中華絨螯蟹雌、雄個體背甲以及腹甲的網(wǎng)格圖示意圖(變異擴大10倍)；a、泓膏雄蟹；b、洪澤雄蟹；c、東灘雄蟹；d、泓膏雌蟹；e、洪澤雌蟹；f、東灘雌蟹。

圖3是產(chǎn)自泓膏、洪澤以及東灘的中華絨螯蟹雄蟹和雌蟹背甲形態(tài)的判別分析散點圖；a、雄蟹；b、雌蟹。

圖4是產(chǎn)自陽澄、東山以及長蕩的中華絨螯蟹雌、雄個體背甲網(wǎng)格變形與變異可視化(變異擴大10倍)圖；a、陽澄雄蟹；b、東山雄蟹；c、長蕩雄蟹；d、陽澄雌蟹；e、東山雌蟹；f、長蕩雌蟹。

圖5是產(chǎn)自陽澄、東山以及長蕩中華絨螯蟹雄蟹(a)和雌蟹(b)背甲形態(tài)的判別分析散點圖。

圖6是產(chǎn)自高郵、巴城以及駱馬的中華絨螯蟹雌、雄個體背甲網(wǎng)格變形與變異可視化(變異擴大10倍)圖；a、高郵雄蟹；b、巴城雄蟹；c、駱馬雄蟹；d、高郵雌蟹；e、巴城雌蟹；f、駱馬雌蟹。

圖7是產(chǎn)自高郵、巴城以及駱馬中華絨螯蟹雄蟹(a)和雌蟹(b)背甲形態(tài)的判別分析散點圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實施例1：一種基于中華絨螯蟹背甲形態(tài)的產(chǎn)地判別方法，采用以下工藝步驟：

(1)采集：河蟹標(biāo)本(雌雄各10只)分別于2015年12月采自江蘇省興化市泓膏大閘蟹養(yǎng)殖基地水域(簡稱泓膏蟹)、于2015年12月采自淮安洪澤湖土圍養(yǎng)殖水域(簡稱洪澤蟹)以及于2015年12月采自長江口崇明團(tuán)結(jié)沙水域(簡稱東灘蟹)，樣品采集后運回實驗室；

(2)拍攝：將數(shù)碼相機固定于支架上，并在帶有刻度的平板上按照河蟹眼睛向前的方向進(jìn)行河蟹背甲形態(tài)的拍攝；

(3)修正：在電腦上將所有照片按照統(tǒng)一方向進(jìn)行放大倍率的修正，使所有照片處于統(tǒng)一方向和同一倍率下；

(4)數(shù)據(jù)庫建立：利用tpsdig2軟件對拍攝好并經(jīng)過處理過的背甲圖片建立的坐標(biāo)點，如圖1所示，獲取地標(biāo)點的x、y坐標(biāo)值(2d)，建立坐標(biāo)點數(shù)據(jù)文件，利用tipsmall軟件進(jìn)行最小平方和法則(least-squarescriterion)回歸分析，檢驗地標(biāo)點的有效性；用tpsrelw經(jīng)普氏疊加得出地標(biāo)點，對每個樣本的地標(biāo)點進(jìn)行平移置中、旋轉(zhuǎn)和縮放,計算出質(zhì)心距離，求出平均型(meanshape)，利用tpsregr進(jìn)行薄板樣條分析，描繪出各產(chǎn)地背甲以及腹甲的網(wǎng)格圖(圖2)，比較與平均形的形態(tài)差異；

e、利用各樣本的相對扭曲得分(relativewarpsscores)進(jìn)行判別分析(圖3)。三水域中華絨螯蟹背甲形態(tài)特征有顯著的地理差異(判別成功率達(dá)100％)。根據(jù)這些地理特征，建立了三個水域中華絨螯蟹種群背甲形態(tài)相對扭曲得分(relativewarpsscores)的判別線性函數(shù)。

泓膏雄蟹、洪澤雄蟹、東灘雄蟹：

y1＝-1840.847x2-1216.199x3-818.772x4+900.296x5+158.856x6+1218.39x7+2122.645x8+648.959x9+2322.112x10-1465.134x11+1898.581x12+1187.52x13-273.872x14+1037.586x15-162.186x16-2218.219x17-1489.842x18+6376.141x19+1378.757x20-83.918x21+1664.069x22-634.87x23+1289.556x24-3028.918x25-1891.943x26+976.491x28+228.704x32+30.004

y2＝-257.728x2+137.541x3-282.863x4-608.589x5+218.209x6+72.929x7-387.795x8+1346.205x9+233.705x10+570.437x11-534.565x12-151.584x13+477.899x14+1515.891x15+65.008x16-351.386x17+1167.525x18+269.178x19+1402.899x20+1276.05x21-809.188x22-1157.169x23+169.816x24+1230.449x25+828.954x26-356.964x28+1200.056x32+1.234

泓膏雌蟹、洪澤雌蟹、東灘雌蟹

y1＝-1003.022x2+1704.593x3-1334.741x4-120.919x5+556.454x6-479.67x7-1254.103x8-224.107x9+581.067x10+2095.603x11-1057.586x12+1706.164x13+48.601x14+1643.11x15+1116.903x16+1637.602x17+1695.305x18+2065.929x19+1929.53x20-36.892x21+2792.545x22-2139.022x23+2030.941x24-1125.835x25+3145.817x26+2138.984x27+13.575

y2＝-133.929x2-635.938x3+83.038x4+813.593x5-219.281x6+416.336x7-809.812x8-668.747x9-855.131x10+24.556x11-42.994x12+1286.518x13+514.319x14+719.911x15-847.697x16+2106.107x17-80.528x18+1394.686x19+1167.591x20-1062.602x21+516.542x22-3376.46x23+1631.546x24-36.118x25+1505.224x26-1628.795x27-6.991

x2-27中x代表相對扭曲得分，下標(biāo)數(shù)字表示相對扭曲過程中的次數(shù)。利用本發(fā)明所獲得數(shù)據(jù)可以較為客觀地區(qū)別產(chǎn)自泓膏、洪澤、東灘的中華絨螯蟹，且雄蟹和雌蟹分別的判別準(zhǔn)確率均達(dá)100％，判別效果良好。

實施例2一種基于中華絨螯蟹背甲形態(tài)的產(chǎn)地判別方法，采用以下工藝步驟：

(1)采集：河蟹標(biāo)本(雌雄各10只)分別于2015年10月采自西陽澄湖水域(簡稱陽澄蟹)，2016年1月采于蘇州市太湖東山圍網(wǎng)水域(簡稱東山蟹)，2015年12月采自常州金壇和溧陽的長蕩湖圍網(wǎng)水域(簡稱長蕩蟹)，樣品采集后運回實驗室；

(2)拍攝：將數(shù)碼相機固定于支架上，并在帶有刻度的平板上按照河蟹眼睛向前的方向進(jìn)行河蟹背甲形態(tài)的拍攝；

(3)修正：在電腦上將所有照片按照統(tǒng)一方向進(jìn)行放大倍率的修正，使所有照片處于統(tǒng)一方向和同一倍率下；

(4)數(shù)據(jù)庫建立：利用tpsdig2軟件對拍攝好并經(jīng)過處理過的背甲圖片建立的坐標(biāo)點，獲取地標(biāo)點的x、y坐標(biāo)值(2d)，建立坐標(biāo)點數(shù)據(jù)文件，利用tipsmall軟件進(jìn)行最小平方和法則(least-squarescriterion)回歸分析，檢驗地標(biāo)點的有效性；用tpsrelw經(jīng)普氏疊加得出地標(biāo)點，對每個樣本的地標(biāo)點進(jìn)行平移置中、旋轉(zhuǎn)和縮放,計算出質(zhì)心距離，求出平均型(meanshape)，利用tpsregr進(jìn)行薄板樣條分析，描繪出各產(chǎn)地背甲以及腹甲的網(wǎng)格圖(圖4)，比較與平均形的形態(tài)差異；

(5)判別分析：利用各樣本的相對扭曲得分(relativewarpsscores)進(jìn)行判別分析(圖5)。三水域中華絨螯蟹背甲形態(tài)特征有顯著的地理差異(判別成功率達(dá)100％)。根據(jù)這些地理特征，建立了三個水域中華絨螯蟹種群背甲形態(tài)相對扭曲得分(relativewarpsscores)的判別線性函數(shù)。

陽澄雄蟹、東山雄蟹、長蕩雄蟹

y1＝1292.356x2+632.504x3+1314.067x4+2708.676x5-657.453x6-544.595x7-1508.931x8-1532.056x9+1087.098x10+811.929x11+1016.633x12-3328.582x13-3428.043x14+2087.009x15-1447.78x16+800.599x17-1303.103x18+1945.692x19+3337.257x20+1205.611x21-3018.781x22+2401.804x23+3411.274x24+2862.82x25+2051.093x26-371.056x27-1653.354x28+1.97

y2＝134.101x2+21.499x3-20.948x4+138.528x5+168.864x6+381.579x7+153.211x8-338.035x9+125.723x10+159.25x11-220.752x12+383.935x13-66.936x14-399.297x15+226.828x16+322.166x17-799.843x18-356.881x19+101.799x20-12.791x21-168.215x22+653.865x23-209.983x24+287.455x25+582.956x26-293.426x27+186.208x28--2.416

陽澄雌蟹、東山雌蟹、長蕩雌蟹

y1＝-787.378x2-1702.365x3+1412.366x4-3485.944x5-1991.634x6-1540.23x7-951.102x8+5345.261x9+5365.891x10+6703.237x11-2682.161x12+3845.273x13+1699.688x14-2811.19x15-7452.031x16-591.035x17-8449.617x18+3813.033x19+3890.897x20+13742.488x21+1787.221x22-1159.517x23-1559.144x24+2347.193x25+3472.836x26-7727.358x27-2384.793x28-2.424

y2＝276.236x2+135.976x3+660.637x4+817.365x5-1274.094x6-1568.832x7+2698.658x8+6.299x9-1124.02x10+37.945x11+1527.939x12+1505.227x13+308.162x14-1522.525x15+1118.622x16+2556.065x17+919.253x18+206.82x19-702.562x20+541.126x21+1408.831x22+676.686x23-159.016x24-2936.341x25+1980.166x26-924.085x27-1736.798x28-0.495

x2-28中x代表相對扭曲得分，下標(biāo)數(shù)字表示相對扭曲過程中的次數(shù)。利用本發(fā)明所獲得數(shù)據(jù)可以較為客觀地區(qū)別產(chǎn)自陽澄、東山、長蕩的中華絨螯蟹，且雄蟹和雌蟹分別的判別準(zhǔn)確率均達(dá)100％，判別效果良好。

實施例3一種基于中華絨螯蟹背甲形態(tài)的產(chǎn)地判別方法，采用以下工藝步驟：

(1)采集：河蟹標(biāo)本(雌雄各10只)分別于2015年12月采自高寶湖圍網(wǎng)水域(簡稱高郵蟹)，2015年11月采自昆山巴城鎮(zhèn)聯(lián)名村暢順?biāo)a(chǎn)專業(yè)合作聯(lián)社養(yǎng)殖基地池塘(簡稱巴城蟹)，2016年11月采自駱馬湖圍網(wǎng)養(yǎng)殖水域(簡稱駱馬蟹)，樣品采集后運回實驗室；

(2)拍攝：將數(shù)碼相機固定于支架上，并在帶有刻度的平板上按照河蟹眼睛向前的方向進(jìn)行河蟹背甲形態(tài)的拍攝；

(3)修正：在電腦上將所有照片按照統(tǒng)一方向進(jìn)行放大倍率的修正，使所有照片處于統(tǒng)一方向和同一倍率下；

(4)數(shù)據(jù)庫建立：利用tpsdig2軟件對拍攝好并經(jīng)過處理過的背甲圖片建立的坐標(biāo)點，獲取地標(biāo)點的x、y坐標(biāo)值(2d)，建立坐標(biāo)點數(shù)據(jù)文件，利用tipsmall軟件進(jìn)行最小平方和法則(least-squarescriterion)回歸分析，檢驗地標(biāo)點的有效性；用tpsrelw經(jīng)普氏疊加得出地標(biāo)點，對每個樣本的地標(biāo)點進(jìn)行平移置中、旋轉(zhuǎn)和縮放,計算出質(zhì)心距離，求出平均型(meanshape)，利用tpsregr進(jìn)行薄板樣條分析，描繪出各產(chǎn)地背甲以及腹甲的網(wǎng)格圖(圖6)，比較與平均形的形態(tài)差異；

(5)判別分析：利用各樣本的相對扭曲得分(relativewarpsscores)進(jìn)行判別分析(圖7)。三水域中華絨螯蟹背甲形態(tài)特征有顯著的地理差異(判別成功率達(dá)100％)。根據(jù)這些地理特征，建立了三個水域中華絨螯蟹種群背甲形態(tài)相對扭曲得分(relativewarpsscores)的判別線性函數(shù)。

高郵雄蟹、巴城雄蟹、駱馬雄蟹

y1＝272.23x2+210.506x3+206.354x4+277.662x5+11.634x6+498.315x7+1576.082x8-893.379x9+1362.685x10+1031.996x11+1610.148x12-48.193x13-4673.481x14-1090.5x15+1843.433x16+156.372x17+715.17x18-194.566x19+2140.403x20+311.356x21-2550.426x22+3057.065x23+3546.611x24-1759.41x25-1056.639x26+1031.59x27-5533.302x29+2.395

y2＝60.833x2-12.335x3-89.637x4-1.912x5+148.222x6+0.101x7-156.631x8+341.234x9+349.301x10+176.167x11+224.082x12-91.092x13-371.533x14+517.343x15-6.699x16-156.667x17-35.971x18-77.219x19+516.991x20-487.912x21+255.012x22+44.091x23+54.458x24+64.509x25+593.023x26+783.483x27+1232.916x29-0.839

高郵雌蟹、巴城雌蟹、駱馬雄蟹

y1＝-116.541x2-759.779x3+1349.953x4+1395.078x5-433.419x6-650.085x7+406.81x8-917.108x9+367.035x10+570.649x11-374.687x12+1477.953x13+2334.454x14+121.808x15-2974.035x16-410.356x17+1898.475x18+340.154x19-1651.036x20+485.709x21+2007.377x22-1412.604x23-1890.559x24-89.226x25+89.936x26+394.205x27-3020.758x30+1.791

y2＝-109.616x2-37.282x3-278.262x4-109.659x5+87.363x6-136.829x7+355.382x8+317.787x9-273.637x10+367.206x11-36.748x12+114.915x13-5.991x14-168.949x15+157.568x16+506.372x17-296.985x18-426.299x19+121.257x20-123.815x21-360.606x22+476.746x23+642.74x24-374.382x25+82.953x26-158.487x27+530.595x30-1.579

x2-30中x代表相對扭曲得分，下標(biāo)數(shù)字表示相對扭曲過程中的次數(shù)。利用本發(fā)明所獲得數(shù)據(jù)可以較為客觀地區(qū)別產(chǎn)自高郵、巴城、駱馬的中華絨螯蟹，且雄蟹和雌蟹分別的判別準(zhǔn)確率均達(dá)100％，判別效果良好。