遗传技术在水产养殖领域运用分析

中图分类号：S96 文献标志码：A 文章编号：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

遗传技术能够人工干预生物体内的各种遗传物质，改进生物的遗传特性，使生物的生长能力、抗病能力、性能等有效增强。近年来，遗传技术在水产养殖领域中广泛应用，国内外的相关研究与应用不断涌现，例如，在遗传育种方面，统计世界主要国家的育种数据可以发现，对于育种目标性状的选择，以生长速度为目标性状的国家占47.85% ；以抗病性状为目标的国家占27.48%^[1] 。但现阶段我国对遗传技术在水产养殖领域中的运用研究仍有较大提升空间。基于此，本文对遗传算法、遗传基因调控等遗传技术在水产养殖领域中的运用策略进行简要分析。

1遗传技术在水产养殖领域中的运用价值

1.1减轻养殖水域环境污染

在水产养殖规模不断扩大的情况下，水产养殖方式实现集约化的转变，大量的人工饵料被投放到养殖水体中，容易出现污染水体的问题。遗传技术的应用，可以提高饲料的利用率、减轻污染，并对水体环境进行实时化、动态化的监测，如果发现污染问题，能够及时发出预警信息，使养殖水域环境重新恢复洁净状态。

1.2 满足水产品需求

现阶段水产品的需求量不断上涨，科学合理应用遗传技术，能够培育出更加优质的水产品种，满足水产品需求，不断推动水产品国内外消费量、产量的增长。例如，凡纳滨对虾现在已经成为我国重要的水产养殖对象，引入后对其使用遗传技术改良，可以促进种虾的养殖产量增加，满足市场销售需求[2-3]。

2遗传技术在水产养殖领域中的运用策略

2.1水产养殖环境遗传算法监测

水产养殖过程中，可利用遗传算法形式的遗传技术，加强养殖水环境的监测，确保为水产动物提供健康的生长环境。基本的运算流程如图1所示。

例如，可以通过检测各项环境参数，分析判断水域环境是否存在富营养化的问题，营养物质的增加会直接增加富营养化问题的产生概率，可利用遗传算法分析耐低氧和饲料转化效率主要的调控功能基因，从而为鱼类的遗传改良提供参考，重点关注耗氧量（COD）、总氮（TN）、总磷（TP）、透明度（SD）等富营养指标，判断水体富营养化的程度[4]，见表1。

同时可以从种群初始化、适应度函数等方面，将遗传算法进一步优化设计。种群初始化中，遗传算法通常以初始种群作为起始点，之后从起始点开始不断迭代处理。此外，初始种群的数量还可以结合具体的进化、代数、编码形式确定。例如，可以将初始种群的大小设定为30，将进化代数设置为50次，采用二进制编码方式[5]。设计遗传算法的适应度函数时，需要关注被检测水产养殖环境参数的误差情况，可将适应度函数和目标函数结合，分析计算遗传算法网络真实值和预测值之间的误差[6]

2.2性别遗传基因控制

水产养殖中可将性别作为基础，分析遗传基因方面遗传技术，在水产动物性别控制方面的应用情况，如图2所示，主要体现在多基因和主效基因上。在多基因方面，部分鱼类有两至三类的性别遗传基因，例如，剑尾鱼属（Xiphophorus）鱼类具有多因子系统，由X、Y、W三种染色体共同组成，之后在多种基因作用下，决定剑尾鱼属鱼类的性别[7]

多基因性别遗传基因控制中，可使用限制性内切位点DNA测序技术，用于研究不同鱼类的性别决定遗传基因，该技术通常对斑马鱼（Daniorerio）的性别决定基因和尼罗罗非鱼（Oreochromisniloticus）等品种鱼类的性别决定基因研究方面，发挥显著的应用效果[8-9]。主效基因具有统一化的特点，在鱼类的性腺尚未分化时，能够对性腺发育起到一定的引导作用，实现决定、控制鱼类的性别[10]。

2.3水产养殖育种遗传力计算

在水产养殖工作中，基于遗传技术可加强遗传力等遗传参数的管理和计算分析。例如，水产育种中巢式设计是关键的遗传设计形式，可探寻巢式设计中遗传力参数的计算方法，可采用方差组分等方法，估计遗传力[11-12]。在方差分析中，可关注巢式设计各群体间和群体内的情况，利用公式分析计算组间和组内的自由度、平方和，也可以考虑变异类型、期望均方、巢式设计平衡性等情况，制定方差的分析表，如表2所示[3]

自由度计算时，需要关注群体总数、父本、母本、后代个体间的平方和、自由度计算，在计算结束后，估计遗传力时，可关注父系半同胞、母系半同胞和全同胞的情况，分别如公式（1）、公式（2）、公式（3）所示。其中父系全同胞可根据具体的巢式设计方差分析结果和期望方差确定，将方差结果和期望方差建立关联，使用方程获取不同的组分方差，测得父系半同胞[13]

而母系半同胞、全同胞遗传力估计数量与半同胞的情况有关，如母系半同胞和三个全同胞遗传力估计参数，是半同胞组相关系数的4倍左右[14-15]

此外，为进一步优化巢式遗传设计的应用效果，可以利用SPSS类型的一般线性模型，对巢式设计的方差进行分析计算，具体操作步骤主要包括数据录入、基于一般线性过程的数据分析、模型修改、语句程序修改、语句运行结果和遗传力计算等。例如语句程序修改时，可将程序“ 0修改为“/DESIGN =_xy（_x） ”，这表示 y 嵌套于 x 之中， x 为第一级处理因素，而 y 为第二级处理因素，最后详细计算各个方差组分。

3结论

综上所述，遗传技术的应用会对整体的水产养殖工作质量产生影响。未来，研究人员将聚焦遗传技术在养殖水域环境、水产品需求、水产养殖业发展等方面的运用价值，积极探索遗传算法、性别遗传基因控制、遗传力参数等不同形式遗传技术的有效运用路径，以期保障各项水产养殖工作顺利开展。

参考文献：

[1]曲旻，谭建，栾生，等.凡纳滨对虾幼虾耐高温性状的遗传力评估[J].水产科学，2023，42（5）：805-812.

[2]王旭江.碳酸盐碱度胁迫下凡纳滨对虾生长特性及相关基因表达规律研究[D].天津：天津科技大学，2022.

[3]王施龙，胡红浪，熊雪梅，等．遗传改良对世界水产养殖业发展的推动作用[J].水产学报，2023，47（1）：27-38.

[4]王芳，丰爱秀.水产养殖中鱼类性别决定的遗传基础及性别控制技术运用分析[J].江西水产科技，2021（6）：36一37，40.

[5]高振锟，顾汉东，和飞，等.水产养殖巢式设计遗传力计算及其在SPSS上的实现[J」黑龙江水产，2024，43（2）：205—209.

[6]徐云娟．基于BP神经网络和遗传算法的养殖水域预警模型[J].计算机科学，2017，44（S1）：126—128.

[7]丁君，韩冰，毛俊霞.新农科视域的理论教学与产业发展联动机制创新与实践：以“水产动物遗传与育种学”为例［J]．大学，2022（32）：84-87.