前言：

世界自然渔业资源正在以越来越快的速度枯竭，水产养殖是确保全球供应充足的唯一途径。

然而，水产养殖业面临严峻挑战，包括：只养殖少数几种鱼虾类、需要大量劳动、环境污染、疾病和产品缺乏可追溯性。

因此，水产养殖需要突破性的技术来增加产量，新技术和颠覆性的技术，包括基因组、人工智能、近海养殖、循环水养殖系统、鱼粉和鱼油替代蛋白和油、口服疫苗接种、区块链和物联网，这提供了可持续的和有利可图的水产养殖解决方案。

一、用于遗传改良的新分子技术

将分子技术纳入育种计划，现已极大地促进了若干水产养殖品种的遗传改良。标记辅助选择 (MAS) 已被应用于提高抗病性，包括：三文鱼对IPN的抗逆性、日本比目鱼的淋巴细胞抗性和罗非鱼的全雄性生产。其他生物技术，包括：性别控制、多元化等，在提高水产养殖生产力方面发挥了重要作用。

基因组选择（GS）是一种新的分子育种方法。GS使用多个标记作为性能预测指标，从而对育种做出更准确地预测。随着测序技术和生物信息学的不断进步，使用CRISPR/Cas 的基因组编辑 (GE) 可以在编辑基因时加速水产养殖物种的遗传改良。GE允许将有利的等位基因快速引入基因组，以增加定义重要性状的基因座处等位基因的所需频率，以产生新的等位基因，或从其他物种引入有利的等位基因。

基因组选择（GS）是一种新的分子育种方法

二、信息/数字技术

信息/数字技术有助于改善技术，具体而言，机器人或者机器设备可以执行繁重且高风险的工作，例如：投喂、清洁池塘、接种疫苗和清除病鱼。

无人机收集数据，包括：检查网笼中的孔洞和损坏情况，更重要的是收集人类难以获取的新信息；传感器测量水质参数并监测养殖和健康，特别是生物传感器分析水中的溶解氧含量、盐度和温度，或测量每个个体的心率和新陈代谢，监测化学污染物，有害的藻华、病原体和毒素；AI（人工智能）助力快速准确决策，水产养殖产生的废弃物可通过AI技术管理，成本最多可降低30%。

3D打印技术生产水产养殖工具，它们已被应用于打印水培系统、养殖机器人....，一些传感器系统3D打印水来检测水的参数，包括：温度、溶解氧水平和PH值等。

区块链作为可靠的追溯工具，物联网连接水产养殖业的不同部分，除了来自养殖场、养殖现场和食品加工厂的数据外，来自社交媒体的大数据也变得可用，这对行业来说很重要。

三、远洋水产养殖业

远离近海的水产养殖，也称为远洋水产养殖，是一种新兴的海水养殖方式。远洋水产养殖越来越被视为确保海鲜充足和稳定供应的关键产业之一，据大量的信息表明，可以最大限度地减少传统海水养殖对环境的负面影响。

此外，远离近海位置为养鱼提供了足够的海洋空间，而且水质通常也足以进行水产养殖。

四、循环水产养殖系统 (RAS) 和可再生能源

RAS的主要优势，包括：低用水量、生物安全性和高生产力。另外，一些RAS养殖场正在使用可再生能源，包括太阳能和风能。

然而，现有的水产养殖太阳能系统面临着初期投资高、成本回收慢的问题，但是，可喜的是，为水产养殖系统提供热能力的低成本太阳能集热器系统，已经开发出来。

五、替代蛋白质和鱼油

在饲料中替代鱼粉和鱼油的潜在来源

植物的蛋白质，包括：大豆蛋白，已经研究了很多年并取得了有希望的结果。微藻和海藻已包含在鱼饲料中以替代鱼粉。目前，高质量的藻类饲料仍然很昂贵，但效果很好。许多水产饲料公司正在努力改进藻类饲料，并提高可及性。

鱼粉的另一种替代品是昆虫蛋白。黑水虻和蟋蟀是昆虫蛋白质的有前途的候选者，另外一种替代蛋白质是单细胞蛋白质（SCP），SCP由真菌、细菌和藻类产生，能够满足水产饲料行业的蛋白质需求。然而，棕榈油和菜籽油等植物油似乎有望替代鱼油。