遺傳技術在水產養殖領域運用分析

中圖分類號：S96 文獻標志碼：A 文章編號：1004-6755（2025）07—0073-03

Analysis of the application of genetic technology in the aquaculture field

JIANG Yanan，LIU Lin，DING Xuan （Laizhou MarineDevelopment and Fishery ServiceCenter，Yantai 26l4Oo，China）

Abstract：Genetic technology is widely applied across multiple fields and holds significant importance in aquaculture，it can enhance the quality and production eficiency of aquatic products while promoting the sustainable development of the entire aquaculture industry. For example， genetic modification techniques can be used to breed fish varieties with strong disease resistance and adaptability to diverse climatic conditions，enabling sustainable development in fish farming. Therefore，the rational and scientific application of genetic technology can facilitate its integration with various aquaculture practices.By briefly analysis the application value of genetic technology in meeting the demand for aquatic products and advancing the aquaculture industry，this study explores its strategic use in aquaculture environmental management， breeding，sex gene modification，and other related areas.

Key words：genetic technology;aquaculture;genetic algorithm

遺傳技術能夠人工干預生物體內的各種遺傳物質，改進生物的遺傳特性，使生物的生長能力、抗病能力、性能等有效增強。近年來，遺傳技術在水產養殖領域中廣泛應用，國內外的相關研究與應用不斷涌現，例如，在遺傳育種方面，統計世界主要國家的育種數據可以發現，對于育種目標性狀的選擇，以生長速度為目標性狀的國家占47.85% ；以抗病性狀為目標的國家占27.48%^[1] 。但現階段我國對遺傳技術在水產養殖領域中的運用研究仍有較大提升空間。基于此，本文對遺傳算法、遺傳基因調控等遺傳技術在水產養殖領域中的運用策略進行簡要分析。

1遺傳技術在水產養殖領域中的運用價值

1.1減輕養殖水域環境污染

在水產養殖規模不斷擴大的情況下，水產養殖方式實現集約化的轉變，大量的人工餌料被投放到養殖水體中，容易出現污染水體的問題。遺傳技術的應用，可以提高飼料的利用率、減輕污染，并對水體環境進行實時化、動態化的監測，如果發現污染問題，能夠及時發出預警信息，使養殖水域環境重新恢復潔凈狀態。

1.2 滿足水產品需求

現階段水產品的需求量不斷上漲，科學合理應用遺傳技術，能夠培育出更加優質的水產品種，滿足水產品需求，不斷推動水產品國內外消費量、產量的增長。例如，凡納濱對蝦現在已經成為我國重要的水產養殖對象，引入后對其使用遺傳技術改良，可以促進種蝦的養殖產量增加，滿足市場銷售需求[2-3]。

2遺傳技術在水產養殖領域中的運用策略

2.1水產養殖環境遺傳算法監測

水產養殖過程中，可利用遺傳算法形式的遺傳技術，加強養殖水環境的監測，確保為水產動物提供健康的生長環境。基本的運算流程如圖1所示。

例如，可以通過檢測各項環境參數，分析判斷水域環境是否存在富營養化的問題，營養物質的增加會直接增加富營養化問題的產生概率，可利用遺傳算法分析耐低氧和飼料轉化效率主要的調控功能基因，從而為魚類的遺傳改良提供參考，重點關注耗氧量（COD）、總氮（TN）、總磷（TP）、透明度（SD）等富營養指標，判斷水體富營養化的程度[4]，見表1。

同時可以從種群初始化、適應度函數等方面，將遺傳算法進一步優化設計。種群初始化中，遺傳算法通常以初始種群作為起始點，之后從起始點開始不斷迭代處理。此外，初始種群的數量還可以結合具體的進化、代數、編碼形式確定。例如，可以將初始種群的大小設定為30，將進化代數設置為50次，采用二進制編碼方式[5]。設計遺傳算法的適應度函數時，需要關注被檢測水產養殖環境參數的誤差情況，可將適應度函數和目標函數結合，分析計算遺傳算法網絡真實值和預測值之間的誤差[6]

2.2性別遺傳基因控制

水產養殖中可將性別作為基礎，分析遺傳基因方面遺傳技術，在水產動物性別控制方面的應用情況，如圖2所示，主要體現在多基因和主效基因上。在多基因方面，部分魚類有兩至三類的性別遺傳基因，例如，劍尾魚屬（Xiphophorus）魚類具有多因子系統，由X、Y、W三種染色體共同組成，之后在多種基因作用下，決定劍尾魚屬魚類的性別[7]

多基因性別遺傳基因控制中，可使用限制性內切位點DNA測序技術，用于研究不同魚類的性別決定遺傳基因，該技術通常對斑馬魚（Daniorerio）的性別決定基因和尼羅羅非魚（Oreochromisniloticus）等品種魚類的性別決定基因研究方面，發揮顯著的應用效果[8-9]。主效基因具有統一化的特點，在魚類的性腺尚未分化時，能夠對性腺發育起到一定的引導作用，實現決定、控制魚類的性別[10]。

2.3水產養殖育種遺傳力計算

在水產養殖工作中，基于遺傳技術可加強遺傳力等遺傳參數的管理和計算分析。例如，水產育種中巢式設計是關鍵的遺傳設計形式，可探尋巢式設計中遺傳力參數的計算方法，可采用方差組分等方法，估計遺傳力[11-12]。在方差分析中，可關注巢式設計各群體間和群體內的情況，利用公式分析計算組間和組內的自由度、平方和，也可以考慮變異類型、期望均方、巢式設計平衡性等情況，制定方差的分析表，如表2所示[3]

自由度計算時，需要關注群體總數、父本、母本、后代個體間的平方和、自由度計算，在計算結束后，估計遺傳力時，可關注父系半同胞、母系半同胞和全同胞的情況，分別如公式（1）、公式（2）、公式（3）所示。其中父系全同胞可根據具體的巢式設計方差分析結果和期望方差確定，將方差結果和期望方差建立關聯，使用方程獲取不同的組分方差，測得父系半同胞[13]

而母系半同胞、全同胞遺傳力估計數量與半同胞的情況有關，如母系半同胞和三個全同胞遺傳力估計參數，是半同胞組相關系數的4倍左右[14-15]

此外，為進一步優化巢式遺傳設計的應用效果，可以利用SPSS類型的一般線性模型，對巢式設計的方差進行分析計算，具體操作步驟主要包括數據錄入、基于一般線性過程的數據分析、模型修改、語句程序修改、語句運行結果和遺傳力計算等。例如語句程序修改時，可將程序“ 0修改為“/DESIGN =_xy（_x） ”，這表示 y 嵌套于 x 之中， x 為第一級處理因素，而 y 為第二級處理因素，最后詳細計算各個方差組分。

3結論

綜上所述，遺傳技術的應用會對整體的水產養殖工作質量產生影響。未來，研究人員將聚焦遺傳技術在養殖水域環境、水產品需求、水產養殖業發展等方面的運用價值，積極探索遺傳算法、性別遺傳基因控制、遺傳力參數等不同形式遺傳技術的有效運用路徑，以期保障各項水產養殖工作順利開展。

參考文獻：

[1]曲旻，譚建，欒生，等.凡納濱對蝦幼蝦耐高溫性狀的遺傳力評估[J].水產科學，2023，42（5）：805-812.

[2]王旭江.碳酸鹽堿度脅迫下凡納濱對蝦生長特性及相關基因表達規律研究[D].天津：天津科技大學，2022.

[3]王施龍，胡紅浪，熊雪梅，等．遺傳改良對世界水產養殖業發展的推動作用[J].水產學報，2023，47（1）：27-38.

[4]王芳，豐愛秀.水產養殖中魚類性別決定的遺傳基礎及性別控制技術運用分析[J].江西水產科技，2021（6）：36一37，40.

[5]高振錕，顧漢東，和飛，等.水產養殖巢式設計遺傳力計算及其在SPSS上的實現[J」黑龍江水產，2024，43（2）：205—209.

[6]徐云娟．基于BP神經網絡和遺傳算法的養殖水域預警模型[J].計算機科學，2017，44（S1）：126—128.

[7]丁君，韓冰，毛俊霞.新農科視域的理論教學與產業發展聯動機制創新與實踐：以“水產動物遺傳與育種學”為例［J]．大學，2022（32）：84-87.

[8] YIN X ，HEDGECOCK D . Corrigendum to“QTL mappingreveals predominantly nonadditive genetic architecture of het-erotic growth traits in yearling Pacific oysters Crassostreagigas”[Aquaculture 596（2025）741892，February 2025].[J].Aquaculture，2025（602） ：742356.

[9]桂建芳.從多倍體鯽遺傳育種實踐談現代水產育種與水產種業發展[J].水產學報，2023，47（11）：3-8.

[10]劉佳，盧玉婷，劉蕓娜，等.分子育種技術在鮭魚類抗病育種中的研究進展[J].中國獸醫雜志，2021，57（9）：67—70.

[11] MANDAL S ，CHOWDHURY M L ，CHATURVEDI S ，etal.Correction：Mitochondrial DNA markers reveal stock com-positionand geneticdiversity of Ompok bimaculatus：A valuableresource for aquaculture diversification [J]. Proceedings of theIndianNational Science Academy，2025，91（1）： _1-2

[12]丁君，韓泠姝，常亞青．水產動物種質創制新技術及在海參、海膽遺傳育種中的應用[J].漁業科學進展，2021，42（3）：1—16.

[13]江東能，焦開智，張峻銘，等．羅非魚性別控制遺傳育種研究進展[J].廣東海洋大學學報，2022，42（2）：148-156.

[14］喻杰，楊弘．魚類性別決定的遺傳基礎及性別控制技術在水產養殖中的應用[J].大連海洋大學學報，2020，35（2）：161—168.

[15]魏富成，李席席，吳穎，等.江蘇水產養殖區擬態弧菌種群結構及遺傳多樣性[J].微生物學通報，2023，50（6）：2635—2647.