遺傳技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)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(shù)能夠人工干預生物體內(nèi)的各種遺傳物質(zhì)，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(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)計世界主要國家的育種數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，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(xiàn)階段我國對遺傳技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中的運用研究仍有較大提升空間?；诖?，本文對遺傳算法、遺傳基因調(diào)控等遺傳技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中的運用策略進行簡要分析。

1遺傳技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域中的運用價值

1.1減輕養(yǎng)殖水域環(huán)境污染

在水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴大的情況下，水產(chǎn)養(yǎng)殖方式實現(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，并對水體環(huán)境進行實時化、動態(tài)化的監(jiān)測，如果發(fā)現(xiàn)污染問題，能夠及時發(fā)出預警信息，使養(yǎng)殖水域環(huán)境重新恢復潔凈狀態(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，不斷推動水產(chǎn)品國內(nèi)外消費量、產(chǎn)量的增長。例如，凡納濱對蝦現(xiàn)在已經(jīng)成為我國重要的水產(chǎn)養(yǎng)殖對象，引入后對其使用遺傳技術(shù)改良，可以促進種蝦的養(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)域中的運用策略

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

水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，可利用遺傳算法形式的遺傳技術(shù)，加強養(yǎng)殖水環(huán)境的監(jiān)測，確保為水產(chǎn)動物提供健康的生長環(huán)境。基本的運算流程如圖1所示。

例如，可以通過檢測各項環(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，重點關(guān)注耗氧量（COD）、總氮（TN）、總磷（TP）、透明度（SD）等富營養(yǎng)指標，判斷水體富營養(yǎng)化的程度[4]，見表1。

同時可以從種群初始化、適應(yīng)度函數(shù)等方面，將遺傳算法進一步優(yōu)化設(shè)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(shù)量還可以結(jié)合具體的進化、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，將進化代數(shù)設(shè)置為50次，采用二進制編碼方式[5]。設(shè)計遺傳算法的適應(yīng)度函數(shù)時，需要關(guān)注被檢測水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境參數(shù)的誤差情況，可將適應(yīng)度函數(shù)和目標函數(shù)結(jié)合，分析計算遺傳算法網(wǎng)絡(luò)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(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DNA測序技術(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，在魚類的性腺尚未分化時，能夠?qū)π韵侔l(fā)育起到一定的引導作用，實現(xiàn)決定、控制魚類的性別[10]。

2.3水產(chǎn)養(yǎng)殖育種遺傳力計算

在水產(chǎn)養(yǎng)殖工作中，基于遺傳技術(shù)可加強遺傳力等遺傳參數(shù)的管理和計算分析。例如，水產(chǎn)育種中巢式設(shè)計是關(guān)鍵的遺傳設(shè)計形式，可探尋巢式設(shè)計中遺傳力參數(shù)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(guān)注巢式設(shè)計各群體間和群體內(nèi)的情況，利用公式分析計算組間和組內(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(guān)注群體總數(shù)、父本、母本、后代個體間的平方和、自由度計算，在計算結(jié)束后，估計遺傳力時，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，測得父系半同胞[13]

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

此外，為進一步優(yōu)化巢式遺傳設(shè)計的應(yīng)用效果，可以利用SPSS類型的一般線性模型，對巢式設(shè)計的方差進行分析計算，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、語句運行結(jié)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(jié)論

綜上所述，遺傳技術(shù)的應(yīng)用會對整體的水產(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)展等方面的運用價值，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)的有效運用路徑，以期保障各項水產(chǎn)養(yǎng)殖工作順利開展。

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