中山 一郎
国立研究开发法人水产研究与教育机构 理事长
2021年起担任未来社会创造事业 研究开发负责人
吃鱼是日本饮食不可缺少的文化，但以天然水产品为主的捕捞渔业产量已经触顶，所以为了稳定增加水产品产量，养殖业的重要性日益升高。然而，“饲料”、“鱼苗”、“场地”各自存在的课题成为瓶颈，导致目前日本国内水产养殖业处于低迷状态。日本水产研究与教育机构的中山一郎理事长正联合多个领域的研究人员及民间企业推进研究，旨在开发出适合日本的可持续养殖系统。
日本鱼类捕捞量持续下降
需要实现多品种养殖
全球渔业总产量在急速扩大，60年来已增长至7倍以上。自1980年代后期起，天然水产品的捕捞渔业已经触顶，而利用海面及内陆水域开展的养殖业迅速扩大，目前全球水产品的养殖产量已超过天然捕捞量（图1-左）。相比之下，日本自1960年代起便率先开展了海水养殖，但养殖产量在整体水产业中的占比仍然较低（图1-右）。
图1 联合国粮食及农业组织（FAO）的报告显示，全球整体的水产品养殖产量已超过捕捞渔业的产量，然而日本的养殖产量却处于停滞状态。
日本的渔业捕捞产量自1980年代后期达到峰值后便持续下降，部分鱼类因海水温度上升等因素捕捞量骤减。不足部分主要依赖进口弥补，要确保水产资源的稳定供给，依靠养殖业来提升产量不可或缺。尽管日本在单项养殖技术方面处于世界领先水平，但在大规模化和全球市场竞争方面，仍远远落后于挪威等国。
在由日本水产研究与教育机构理事长中山一郎担任研究负责人的JST（国立研究开发法人科学技术振兴机构）的未来社会创造事业“日本型可持续新一代养殖系统开发”项目中，正在推进将日本积累的养殖技术与前沿科学技术相结合，开发多品种养殖系统，重振日本的养殖产业，同时守护并向世界推广被联合国教科文组织列为非物质文化遗产的以食用多种鱼类为主的和食文化。
聚焦全球广受欢迎的“鲭鱼”
瞄准产业化，众多企业参与
中山先生指出，日本水产养殖业停滞的原因在于养殖三要素“饲料”、“鱼苗”、“场地”都存在各自的问题。具体而言，用于饲料的南美产鳀鱼鱼粉、鱼油等需求增加导致价格上涨；生长迅速且健康的食用鱼的育苗及研发需要较长时间；日本沿岸适合传统养殖方式的海域有限且利用率已接近饱和。中山先生解释道：“尽管众多研究人员为了解决这些课题分别展开了相关研究，但尚未能使日本的养殖体系从整体上获得改变。”
为此，“日本型可持续新一代养殖系统开发”项目同时推进与整合由多个部门进行的研究，以便实现成果最大化（图2）——由京都大学研究生院农学研究科的小川顺教授等人的团队负责“饲料”研究；由东京海洋大学海洋科学技术研究科的吉崎悟朗教授等人的团队负责“鱼苗”研究；由东京大学生产技术研究所的北泽大辅教授等人的团队负责“场地”研究。同时，着眼于未来的产业化，多家民间企业以及拥有大型试验设施的“水产研究与教育机构”和地方自治体的水产试验所等也参与其中，这也是该项目的一大特征。
图2 在中山先生领导的项目中，通过整合“饲料”“鱼苗”“场地”三方面的研究成果，致力于开发适合日本的可持续新一代养殖系统。
在项目推进之初，中山等人首先将对象鱼种统一为一种。原本“饲料”组以日本农林水产省的出口战略重点鱼种——鰤鱼为研究对象，“鱼苗”组以高档鱼类虎河豚和虹鳟为研究对象。然而鱼种不同，研究成果难以相互应用，因此需要统一对象鱼种。
在三文鱼、金枪鱼等多种候选鱼类中，经过讨论最终决定选择与金枪鱼、鲣鱼同属鲭科的“真鲭”（以下简称鲭鱼）作为统一研究对象。鲭鱼富含DHA和EPA，且生长周期比三文鱼更短。中山表示：“鲭鱼是全球广泛食用的鱼类，市场需求巨大，我们认为未来有望成为日本出口产业的主力鱼类。”该项目目标是大幅缩短通常需要一年以上的养殖周期，在半年内培育出重300克的出货规格。
开发来自脱脂大豆的替代饲料
应对成本上升，确保营养成分
为期5年的“日本型可持续新一代养殖系统开发”项目于2025年迎来了最终年度，各研究小组均取得了阶段性成果。“饲料”组为应对饲料成本上涨问题及向资源循环型食品生产转型，集中力量开发出了以植物资源为原料的替代饲料。
在养殖成本中，鱼粉等饲料费用的占比高达80%。由于这些原料大多依赖进口，加之随着全球养殖规模扩大，需求持续增长，主要原料秘鲁鳀鱼因过度捕捞及全球变暖导致捕获量减少，供应难以增加，价格不断上涨。此外，中山先生指出， 过去的这种“用鱼喂鱼”的养殖模式，除了成本方面以外，在可持续性方面也存在问题。
海水鱼生长必不可少的营养素DHA和EPA，过去主要依靠添加鱼油和鱼粉来补充。对此，“饲料”组的小川教授利用其专长的发酵技术，以脱脂大豆等植物性原料开发出含新型高油脂的发酵物，成功替代了大部分鱼油和鱼粉。研究结果表明，这种发酵物几乎可以替代全部鱼油以及约40%的鱼粉（图3）。中山评价说：“利用植物资源以低成本大规模人工生产DHA的研究取得突破，是非常具有开创意义的成果。”
图3 利用脱脂大豆等植物原料与微生物，开发出了不依赖鱼油・鱼粉的新型饲料。
调节光照与水温缩短鲭鱼成熟期
运用不育技术保护优良品系
“鱼苗”组致力于培育生长迅速且健康的养殖鱼类，以及鱼苗品系保护与保存方法。研究团队利用约1000尾鲭鱼的基因组信息，通过多代杂交配种推进了优良品系的培育。
通常鲭鱼至少需要一年才能具备繁殖能力。研究团队通过调节日照时间和水温，开发出使鲭鱼在较短时间内性成熟的技术（图4）。雄鱼5个月、雌鱼8个月即可成熟，大幅缩短了育种周期。
图4 设置最低水温和短日照时期，缩短一年的环境周期。通过使鱼类误认为季节变化已提前，促使其短期内性成熟。
为保护培育出来的优良鱼种品系，研究团队还开发了基因编辑绝育技术。不同于传统绝育方法，该技术可实现100%的绝育率。中山解释说：“这样不仅可以保护育种者的权益，也能防止逃逸的养殖鱼与野生鱼类交配，避免对生物多样性造成不良影响。”此外，团队还开发了半永久性保存生殖细胞的技术，以防止优良鱼种因世代更替而中断。目前正加速推进研究，旨在将这些技术推广至鲭鱼以外的多种鱼类。
成功开发出半封闭式养殖系统
同时布局大型海上与陆上养殖
“场地”组致力于开发适用于多样环境和多鱼种的养殖网箱实用化，并构建相应的养殖系统整体方案。挪威和中国大都采用单一鱼种的大规模养殖设施，而日本则长期使用约10米见方的小规模网箱养殖系统。但该方式直接受周边海水环境影响，存在因海水升温和赤潮导致鱼类受损等风险。
为此，中山团队开发出了一种半封闭式养殖系统：在海面设置低透水性材料制作的网箱，从网箱下方采集的海水在箱内循环利用。经室内耐久性测试后，目前正在茨城县那珂湊渔港等地开展实证实验（图5）。该系统可在夏季从海底附近抽取海水以抑制水温上升，同时还能防止寄生虫和赤潮进入。但由于材料不透水，台风等极端天气可能导致网箱摇晃，可能会使鱼类产生应激反应。目前正在进行观察与记录鱼类行为的各项实证实验。
图5 海面半封闭循环式养殖系统整体示意图（上）及茨城县那珂湊渔港的实证实验现场（下）。采用帆布等不易透水材料制作网箱，设置于海面，采集的海水在内部循环，再与鱼类排泄物一并排出。
未来还将构建“多营养级综合养殖（IMTA）”系统，通过组合食物链不同层级的生物，有效利用饲料残渣和鱼类排泄物。中山先生展望道：“本项目因鲭鱼养殖适宜性而选择了半封闭式网箱，今后在“养殖场地”方面，无论是近海大规模海上养殖还是陆上养殖，都会考虑各种方式。”
目前，“日本型可持续新一代养殖系统开发”项目正围绕2026年3月研究期结束这一节点，开展三个研究小组的整合实证实验：在半封闭式网箱这一“场地”中，以采用植物发酵物的“饲料”培育优良品种的“鱼苗”。中山先生强调这项研究意义重大，日本虽有很多养殖相关的研究，但围绕同一鱼种同时推进“饲料”、“鱼苗”、“场地”三方面的综合研究尚属首次。
基于以上成果，未来有望从鲭鱼拓展至更多鱼种。对于食用鱼类种类尤为丰富的日本人而言，实现多品种养殖，并与天然捕捞相结合形成稳定供应链，具有重要意义。中山先生表示：“今后在日本，像农业一样，由人类主动生产食物的鱼类养殖业将成为常态。”他还强烈希望通过养殖技术振兴水产大国日本，并为全球食物的稳定供应做出贡献。（TEXT：肥后纪子、PHOTO：岛本绘梨佳）
原文：JSTnews 2026年2月号
翻译：JST客观日本编辑部
