中圖分類號(hào)：S96 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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(shù)能夠人工干預(yù)生物體內(nèi)的各種遺傳物質(zhì)，改進(jìn)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(qiáng)。近年來，遺傳技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，國內(nèi)外的相關(guān)研究與應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，例如，在遺傳育種方面，統(tǒng)計(jì)世界主要國家的育種數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于育種目標(biāo)性狀的選擇，以生長速度為目標(biāo)性狀的國家占47.85% ；以抗病性狀為目標(biāo)的國家占27.48%^[1] 。但現(xiàn)階段我國對(duì)遺傳技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中的運(yùn)用研究仍有較大提升空間?；诖?，本文對(duì)遺傳算法、遺傳基因調(diào)控等遺傳技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中的運(yùn)用策略進(jìn)行簡要分析。

1遺傳技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中的運(yùn)用價(jià)值

1.1減輕養(yǎng)殖水域環(huán)境污染

在水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴(kuò)大的情況下，水產(chǎn)養(yǎng)殖方式實(shí)現(xiàn)集約化的轉(zhuǎn)變，大量的人工餌料被投放到養(yǎng)殖水體中，容易出現(xiàn)污染水體的問題。遺傳技術(shù)的應(yīng)用，可以提高飼料的利用率、減輕污染，并對(duì)水體環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)化、動(dòng)態(tài)化的監(jiān)測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)污染問題，能夠及時(shí)發(fā)出預(yù)警信息，使養(yǎng)殖水域環(huán)境重新恢復(fù)潔凈狀態(tài)。

1.2 滿足水產(chǎn)品需求

現(xiàn)階段水產(chǎn)品的需求量不斷上漲，科學(xué)合理應(yīng)用遺傳技術(shù)，能夠培育出更加優(yōu)質(zhì)的水產(chǎn)品種，滿足水產(chǎn)品需求，不斷推動(dòng)水產(chǎn)品國內(nèi)外消費(fèi)量、產(chǎn)量的增長。例如，凡納濱對(duì)蝦現(xiàn)在已經(jīng)成為我國重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)象，引入后對(duì)其使用遺傳技術(shù)改良，可以促進(jìn)種蝦的養(yǎng)殖產(chǎn)量增加，滿足市場銷售需求[2-3]。

2遺傳技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中的運(yùn)用策略

2.1水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境遺傳算法監(jiān)測(cè)

水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，可利用遺傳算法形式的遺傳技術(shù)，加強(qiáng)養(yǎng)殖水環(huán)境的監(jiān)測(cè)，確保為水產(chǎn)動(dòng)物提供健康的生長環(huán)境?；镜倪\(yùn)算流程如圖1所示。

例如，可以通過檢測(cè)各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)，分析判斷水域環(huán)境是否存在富營養(yǎng)化的問題，營養(yǎng)物質(zhì)的增加會(huì)直接增加富營養(yǎng)化問題的產(chǎn)生概率，可利用遺傳算法分析耐低氧和飼料轉(zhuǎn)化效率主要的調(diào)控功能基因，從而為魚類的遺傳改良提供參考，重點(diǎn)關(guān)注耗氧量（COD）、總氮（TN）、總磷（TP）、透明度（SD）等富營養(yǎng)指標(biāo)，判斷水體富營養(yǎng)化的程度[4]，見表1。

同時(shí)可以從種群初始化、適應(yīng)度函數(shù)等方面，將遺傳算法進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。種群初始化中，遺傳算法通常以初始種群作為起始點(diǎn)，之后從起始點(diǎn)開始不斷迭代處理。此外，初始種群的數(shù)量還可以結(jié)合具體的進(jìn)化、代數(shù)、編碼形式確定。例如，可以將初始種群的大小設(shè)定為30，將進(jìn)化代數(shù)設(shè)置為50次，采用二進(jìn)制編碼方式[5]。設(shè)計(jì)遺傳算法的適應(yīng)度函數(shù)時(shí)，需要關(guān)注被檢測(cè)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境參數(shù)的誤差情況，可將適應(yīng)度函數(shù)和目標(biāo)函數(shù)結(jié)合，分析計(jì)算遺傳算法網(wǎng)絡(luò)真實(shí)值和預(yù)測(cè)值之間的誤差[6]

2.2性別遺傳基因控制

水產(chǎn)養(yǎng)殖中可將性別作為基礎(chǔ)，分析遺傳基因方面遺傳技術(shù)，在水產(chǎn)動(dòng)物性別控制方面的應(yīng)用情況，如圖2所示，主要體現(xiàn)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(tǒng)，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(nèi)切位點(diǎn)DNA測(cè)序技術(shù)，用于研究不同魚類的性別決定遺傳基因，該技術(shù)通常對(duì)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(fā)揮顯著的應(yīng)用效果[8-9]。主效基因具有統(tǒng)一化的特點(diǎn)，在魚類的性腺尚未分化時(shí)，能夠?qū)π韵侔l(fā)育起到一定的引導(dǎo)作用，實(shí)現(xiàn)決定、控制魚類的性別[10]。

2.3水產(chǎn)養(yǎng)殖育種遺傳力計(jì)算

在水產(chǎn)養(yǎng)殖工作中，基于遺傳技術(shù)可加強(qiáng)遺傳力等遺傳參數(shù)的管理和計(jì)算分析。例如，水產(chǎn)育種中巢式設(shè)計(jì)是關(guān)鍵的遺傳設(shè)計(jì)形式，可探尋巢式設(shè)計(jì)中遺傳力參數(shù)的計(jì)算方法，可采用方差組分等方法，估計(jì)遺傳力[11-12]。在方差分析中，可關(guān)注巢式設(shè)計(jì)各群體間和群體內(nèi)的情況，利用公式分析計(jì)算組間和組內(nèi)的自由度、平方和，也可以考慮變異類型、期望均方、巢式設(shè)計(jì)平衡性等情況，制定方差的分析表，如表2所示[3]

自由度計(jì)算時(shí)，需要關(guān)注群體總數(shù)、父本、母本、后代個(gè)體間的平方和、自由度計(jì)算，在計(jì)算結(jié)束后，估計(jì)遺傳力時(shí)，可關(guān)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(jù)具體的巢式設(shè)計(jì)方差分析結(jié)果和期望方差確定，將方差結(jié)果和期望方差建立關(guān)聯(lián)，使用方程獲取不同的組分方差，測(cè)得父系半同胞[13]

而母系半同胞、全同胞遺傳力估計(jì)數(shù)量與半同胞的情況有關(guān)，如母系半同胞和三個(gè)全同胞遺傳力估計(jì)參數(shù)，是半同胞組相關(guān)系數(shù)的4倍左右[14-15]

此外，為進(jìn)一步優(yōu)化巢式遺傳設(shè)計(jì)的應(yīng)用效果，可以利用SPSS類型的一般線性模型，對(duì)巢式設(shè)計(jì)的方差進(jìn)行分析計(jì)算，具體操作步驟主要包括數(shù)據(jù)錄入、基于一般線性過程的數(shù)據(jù)分析、模型修改、語句程序修改、語句運(yùn)行結(jié)果和遺傳力計(jì)算等。例如語句程序修改時(shí)，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(jí)處理因素，而 y 為第二級(jí)處理因素，最后詳細(xì)計(jì)算各個(gè)方差組分。

3結(jié)論

綜上所述，遺傳技術(shù)的應(yīng)用會(huì)對(duì)整體的水產(chǎn)養(yǎng)殖工作質(zhì)量產(chǎn)生影響。未來，研究人員將聚焦遺傳技術(shù)在養(yǎng)殖水域環(huán)境、水產(chǎn)品需求、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展等方面的運(yùn)用價(jià)值，積極探索遺傳算法、性別遺傳基因控制、遺傳力參數(shù)等不同形式遺傳技術(shù)的有效運(yùn)用路徑，以期保障各項(xiàng)水產(chǎn)養(yǎng)殖工作順利開展。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]王旭江.碳酸鹽堿度脅迫下凡納濱對(duì)蝦生長特性及相關(guān)基因表達(dá)規(guī)律研究[D].天津：天津科技大學(xué)，2022.

[3]王施龍，胡紅浪，熊雪梅，等．遺傳改良對(duì)世界水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的推動(dòng)作用[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào)，2023，47（1）：27-38.

[4]王芳，豐愛秀.水產(chǎn)養(yǎng)殖中魚類性別決定的遺傳基礎(chǔ)及性別控制技術(shù)運(yùn)用分析[J].江西水產(chǎn)科技，2021（6）：36一37，40.

[5]高振錕，顧漢東，和飛，等.水產(chǎn)養(yǎng)殖巢式設(shè)計(jì)遺傳力計(jì)算及其在SPSS上的實(shí)現(xiàn)[J」黑龍江水產(chǎn)，2024，43（2）：205—209.

[6]徐云娟．基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法的養(yǎng)殖水域預(yù)警模型[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2017，44（S1）：126—128.

[7]丁君，韓冰，毛俊霞.新農(nóng)科視域的理論教學(xué)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)動(dòng)機(jī)制創(chuàng)新與實(shí)踐：以“水產(chǎn)動(dòng)物遺傳與育種學(xué)”為例［J]．大學(xué)，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，F(xiàn)ebruary 2025].[J].Aquaculture，2025（602） ：742356.

[9]桂建芳.從多倍體鯽遺傳育種實(shí)踐談現(xiàn)代水產(chǎn)育種與水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展[J].水產(chǎn)學(xué)報(bào)，2023，47（11）：3-8.

[10]劉佳，盧玉婷，劉蕓娜，等.分子育種技術(shù)在鮭魚類抗病育種中的研究進(jìn)展[J].中國獸醫(yī)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(chǎn)動(dòng)物種質(zhì)創(chuàng)制新技術(shù)及在海參、海膽遺傳育種中的應(yīng)用[J].漁業(yè)科學(xué)進(jìn)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(jìn)展[J].廣東海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2022，42（2）：148-156.

[14］喻杰，楊弘．魚類性別決定的遺傳基礎(chǔ)及性別控制技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用[J].大連海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，35（2）：161—168.

[15]魏富成，李席席，吳穎，等.江蘇水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)擬態(tài)弧菌種群結(jié)構(gòu)及遺傳多樣性[J].微生物學(xué)通報(bào)，2023，50（6）：2635—2647.