Đánh giá khả năng sử dụng các chỉ số hình thái đá tai để định loại một số loài cá biển

Vietnam J Agri Sci 2022, Vol 20, No 9: 1160-1172 Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam 2022, 20(9): 1160-1172 www.vnua.edu.vn Vũ Quyết Thành*, Trần Văn Đạt Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga * Tác giả liên hệ: vuquyetthanh@gmail.com Ngày nhận bài: 10.05.2022 Ngày chấp nhận đăng: 27.09.2022 TÓM TẮT Trong báo này, đánh giá khả định loại số loài cá biển dựa vào phân tích số hình thái đá tai Nghiên cứu thu thập 180 mẫu đá tai 10 lồi, sau tiến hành chụp ảnh, đo kích thước (BSI) tính tốn số hình dạng (ShI) chương trình R Số liệu phân tích phương pháp xử lý thống kê: ANOVA, Discriminant function analysis (DFA), Canonical Analysis Kết phân tích đánh giá khả sử dụng số đo hình thái đá tai nhằm xác định lồi Phân tích DFA dựa vào số đo BSI xác định 03 lồi độ xác 100% (18/18); 03 lồi độ xác cao từ 77-95% Dựa vào số hình dạng ShI xác định 02 lồi độ xác 100% (18/18); 03 lồi đạt độ xác cao từ 77-89% Khi kết hợp số đo BSI số ShI phân tích DFA tăng khả xác định xác chung cho 10 lồi 81,11% Số lồi nhận dạng xác 100% tăng lên 04 loài; 04 loài đạt mức độ phân loại cao từ 77-95% Kết nghiên cứu cho thấy sử dụng số kết hợp BSI ShI cho kết phân loại tốt Từ khóa: Đá tai, xác định loài, Discriminant function analysis, số đo BSI, số hình dạng ShI Evaluation of the Useability of Morphological Indicators of Otoliths for Identification of some Marine Fish Species ABSTRACT In the present paper, we evaluate the ability to identify some marine fish species based on the analysis of morphological otoliths The study collected 180 sagitta of 10 species, then photographed, measured the basic size indices (BSI), and calculated the shape indices (ShI) in program R Data were analyzed by standard statistical methods: ANOVA, Discriminant function analysis (DFA), and Canonical Analysis The results of the analysis confirmed the possibility of using measurements of otolith morphology for the purpose of species identification DFA based on basic measurements BSI could identify three species with 100% accuracy (18/18); three species with high accuracy from 77% to 95% Based on the ShI shape index, 02 species can be identified with 100% accuracy (18/18); 03 species achieved high accuracy from 77% to 95% When combining the basic measurements of BSI and ShI by DFA, the overall accuracy of the species was increased by 81.11% The number of species with 100% accurate identification was increased to species; 04 species achieved a high classification level from 77% to 95% Result of this study showed that combining BSI and ShI gave higest accuracy Keywords: Otolith, species identification, discriminant function analysis, measurement index - BSI, shape indices - ShI 1160 Vũ Quyết Thành, Trần Văn Đạt 1161 Đánh giá khả sử dụng số hình thái đá tai để định loại số loài cá biển 1162 Vũ Quyết Thành, Trần Văn Đạt Tên lồi Bộ: Perciformes Ký hiệu Hình ảnh cá đá tai Số lượng mẫu 1CL 18 2CN 18 3CS 18 4CB 18 5CV 18 6CD 18 7CDO 18 8CK 18 Họ: Nemipteridae Cá lượng Pentapodus setosus (Valenciennes, 1830) Bộ: Siluriformes Họ: Plotosidae Cá ngát Plotosus lineatus (Thunberg, 1787) Bộ: Holocentriformes Họ: Holocentridae Cá Sơn đá Sargocentron rubrum (Forsskål, 1775) Bộ: Gobiiformes Họ: Gobiidae Cá bống tro Acentrogobius caninus (Valenciennes 1837) Bộ: Carangiformes Họ: Carangidae Cá vàng Selaroides leptolepis (Cuvier, 1833) Bộ: Mugiliformes Họ: Mugilidae Cá đối đầu nhọn Crenimugil pedaraki (Valenciennes, 1836) Bộ: Carangiformes Họ: Carangidae Cá dóc Alepes djedaba (Forsskål, 1775) Bộ: Beloniformes Họ: Hemiramphidae Cá kìm Hemiramphus sp 1163 Đánh giá khả sử dụng số hình thái đá tai để định loại số loài cá biển Tên loài Bộ: Perciformes Ký hiệu Hình ảnh cá đá tai Số lượng mẫu 9CM 18 10CMN 18 Họ: Serranidae Cephalopholis boenak (Bloch, 1790) Bộ: Perciformes Họ: Serranidae Cá mú vàng nghệ Diploprion bifasciatum Cuvier, 1828 1164 Vũ Quyết Thành, Trần Văn Đạt Chỉ số thống kê BSI Wilks'lambda F-remove P-value Toler (1-R2) 1-Toler (R2) OL 0,002 32,025 0,001 0,511 0,489 OW 0,005 89,009 0,001 0,638 0,362 P 0,001 5,413 0,001 0,659 0,341 A 0,002 20,512 0,001 0,536 0,464 1165 Đánh giá khả sử dụng số hình thái đá tai để định loại số loài cá biển Loài cá Tỉ lệ phân loại xác (%) 1CL 2CN 3CS 4BC 5CV 6CD 7CDO 8CK 9CM 10CMN 1CL 77,78 14 0 0 0 2CN 44,44 0 0 3CS 72,22 13 0 0 0 4CB 100 0 18 0 0 0 5CV 83,33 0 0 15 0 0 6CD 100 0 0 18 0 0 7CDO 94,44 0 0 17 0 8CK 27,78 0 0 13 0 0 9CM 100 0 0 0 0 18 10CMN 38,89 0 0 Tổng cộng 73,89 19 15 17 26 29 18 17 18 13 Loài cá 1166 Vũ Quyết Thành, Trần Văn Đạt 1167 Đánh giá khả sử dụng số hình thái đá tai để định loại số loài cá biển Chỉ số Wilks' lambda F- remove p-value Toler (1-R2) 1-Toler (R2) Form factor 0,0028 3,49 0,01 0,69 0,31 Roundness 0,0027 2,64 0,01 0,06 0,94 Aspect ratio 0,0083 45,66 0,01 0,17 0,83 Circularity 0,0051 21,24 0,01 0,40 0,60 Rectangularity 0,0027 2,82 0,01 0,06 0,93 Ellipticity 0,0057 25,39 0,01 0,11 0,89 ShI 1168 Vũ Quyết Thành, Trần Văn Đạt Loài cá Tỉ lệ phân loại xác (%) 1CL 1CL 61,11 2CN 77,77 3CS 2CN 3CS 4BC 5CV 6CD 7CDO 8CK 9CM 10CMN 11 2 0 0 14 0 0 0 44,44 0 0 4CB 61,11 11 0 0 5CV 77,77 1 14 0 0 Loài cá 6CD 100 0 0 18 0 0 7CDO 88,88 0 0 0 16 8CK 5,55 5 0 0 9CM 100 0 0 0 0 18 10CMN 27,77 11 0 0 Tổng cộng 64,44 19 27 16 17 29 18 16 20 10 1169 Đánh giá khả sử dụng số hình thái đá tai để định loại số loài cá biển Loài cá Tỉ lệ phân loại xác (%) 1CL 2CN 3CS 4BC 5CV 6CD 7CDO 8CK 9CM 10CMN 1CL 77,78 14 0 0 0 2CN 77,78 14 0 0 0 3CS 94,54 17 0 0 0 4CB 100 0 18 0 0 0 5CV 83,33 0 0 15 0 0 6CD 100 0 0 18 0 0 7CDO 100 0 0 0 18 0 8CK 50 0 0 0 0 9CM 100 0 0 0 0 18 10CMN 27,78 0 0 Tổng cộng 81,11 15 23 21 26 24 18 18 12 18 Loài cá 1170 Vũ Quyết Thành, Trần Văn Đạt Allen G.R., Steene R., Humann P & Deloach N (2003) Reef Fish Identification Tropical Pacific New World Publications, Inc Bani A., Poursaeid S & Tuset V.M (2013) Comparative morphology of the sagittal otolith in three species of south Caspian gobies Journal of Fish Biology 82: 1321-1332 Begg G.A., Friedland K.D & Pearce J.B (1999) Stock identification and its role in stock assessment and fisheries management: anoverview Fisheries Research 43: 1-8 Campana S.E (2004) Photographic atlas of fish otoliths of the Northwest atlantic ocean Canadian Special Publication of Fisheries and Aquatic Sciences No 133 NRC Research press https://doi.org/10.1139/9780660191089 Falini S., Fermani S., Vanzo M & Miletic G (2005) Influence on the formation of aragonite or vaterite by otolith macromolecules European Journal of Inorganic Chemistry pp 162-167 Froese R & Pauly D (2022) FishBase - World Wide Web electronic publication Retrieved from www.fishbase.se on Jan 18, 2022 Hà Phước Hùng & Hồ Kim Lợi (2013) Nghiên cứu hình thái đá tai họ cá Chép (Cyprinidae) phân bố An Giang Cần Thơ Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ 26: 50-54 1171 Đánh giá khả sử dụng số hình thái đá tai để định loại số loài cá biển He T., Cheng J., Qin J., Li Y & Gao T (2017) Comparative analysis of otolith morphology in three species of Scomber Ichthyological Research 65: 192-201 Kimura S., Imamura H., Nguyen V.Q & Pham T.D (2018) Fishes of Ha Long Bay, the natural heritage site in northern Vietnam Fisheries Research Laboratory, Mie University, Shima, Japan Levia D., Andreolib M.G., Arneric E., Giannettic G & Rizzoa P (1994) Otolith reading as a tool for stock identification Fisheries Research 20(2): 97-107 https://doi.org/10.1016/0165-7836(94)90077-9 Libungan L.A & Pálsson S (2015) ShapeR: An R package to study otolith shape variation among fish populations PLoSOne 10(3): Article e0121102 Retrieved from https://doi.org/10.1371/ journal.pone 0121102 on Feb 18, 2022 Lieske E & Meyers R (1996) Coral Reef Fishes (Caribbean, Indian Ocean and facific Ocean including the Red Sea) Princeton University Presss, America Lin C., Gracia B.D., Pierotti M.E.R., Andrews A.H., Griswold K & O’Dea A (2019) Reconstructing reef fish communities using fish otoliths in coral reef sediments PLoSOne 14(6): Article e0218413 Retrieved from https://doi.org/10.1371/journal pone.0218413 on Jan 26, 2022 Lin Y.J & Al-Abdulkader K (2019) Identification of fish families and species from the western Arabian Gulf by otolith shape analysis and factors affecting the identification process Marine and Freshwater Research 70: 1818-1827 Nakabo T (2002) Fishes of Japan with pictorial keys to the species, English Tokai University Press, Japan Oliveira A.M & Farina M (1996) Vaterite, calcite and aragonite in the otoliths of three species of piranha Naturwissenschaften 83: 133-135 1172 Portnoy D.S & Gold J.R (2013) Finding Geographic Population Structure in Marine Fish Species with High Gene Flow Proceedings of the 65th Gulf and Caribbean Fisheries Institute 65: 384-389 Salimi N., Loh K.H., Kaur Dhillon S & Chong V.C (2016) Fully-automated identification of fish species based on otolith contour: using short-time Fourier transform and discriminant analysis (STFT-DA) PeerJ 4:e1664 Retrieved from https://doi.org/10.7717/peerj.1664 on Jan 18, 2022 Tuset V.M., Lombarte A & Assis C.A (2008) Otolith atlas for the western Mediterranean, north and central eastern Atlantic Scientia Marina 72(1): 7-198 Tuset V.M., Lozano I., Gonzalez J., Pertusa J & Garcia-Diaz M (2003) Shape indices to identify regional differences in otolith morphology of comber, Serranus cabrilla (L., 1758) Journal of Applied Ichthyology 19: 88-93 Vu Quyet Thanh & Kartavtsev Yu Ph (2017) Morphometric differences between two smelt species, Hypomesus japonicus (Brevoort, 1856) and H nipponensis (McAllister, 1963) (Pisces: Osmeridae) from the Northwestern part of the Sea of Japan Russian Journal of Marine Biology 43(6): 436-446 Vu Quyet Thanh & Kartavtsev Yu Ph (2021) Otolith shape analysis and its utilily for identification of two smelt species, Hypomesus japonicus and H nipponensis (Osteichthyes, Osmeridae) from the northwestern Sea of Japan with inferences in stock discrimination of H japonicus Russian Journal of Marine Biology 46(6): 431-440 Vũ Quyết Thành, Trần Văn Đạt, Phùng Văn Giỏi, Trần Văn Hướng & Trần Công Thịnh (2022) Mơ tả hình thái đá tai (sagittal) số lồi cá rạn san hơ vùng biển Cát Bà Thổ Chu Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam 20(5): 603-613  ... Trần Văn Đạt 1161 Đánh giá khả sử dụng số hình thái đá tai để định loại số loài cá biển 1162 Vũ Quyết Thành, Trần Văn Đạt Tên loài Bộ: Perciformes Ký hiệu Hình ảnh cá đá tai Số lượng mẫu 1CL 18... cứu hình thái đá tai họ cá Chép (Cyprinidae) phân bố An Giang Cần Thơ Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ 26: 50-54 1171 Đánh giá khả sử dụng số hình thái đá tai để định loại số loài cá biển. .. cộng 73,89 19 15 17 26 29 18 17 18 13 Loài cá 1166 Vũ Quyết Thành, Trần Văn Đạt 1167 Đánh giá khả sử dụng số hình thái đá tai để định loại số loài cá biển Chỉ số Wilks'' lambda F- remove p-value