Исследования по биохимической генетике растительноядных рыб начаты сравнительно недавно. Большая часть данных получена на основании популяционных исследований, которые требуют проверки генетическим анализом.
Результаты проведенных исследований выявили полиморфизм по трансферрину у толстолобиков, однако точных сведений относительно числа аллелей локуса трансферрина не имеется (по данным разных авторов, этот локус имеет от двух до пяти аллелей). Г.А. Ненашев и Ф.Ю. Рыбаков описали три типа трансферрина: А, В и С с ЭФ соответственно 0,566, 0,544 и 0,522, которые (предположительно) кодируются кодоминантными аллелями Tfa, Tfb и Tfc. У белого толстолобика преобладает тип С, у пестрого - тип А.
Оба вида толстолобика полиморфны также по сывороточным эстеразам. На спектрах фореграмм выявляются два типа эстераз: F (быстрая фракция) и S (медленная фракция), наследуемые, по-видимому, по кодоминантному типу. У белого толстолобика, кроме того, установлен полиморфизм по эстсразе мышц, лактатдегидрогеназе печени и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназе (Г-6-ФДГ). Предполагается, что каждый фермент контролируется одним локусом с двумя аллелями. Для двух первых ферментов это подтверждено скрещиваниями.
У белого и пестрого толстолобиков имеется ряд видоспецифичных мономорфных белков, в том числе: миогены, сывороточные альбумины, щелочная фосфатаза, супероксиддисмутаза.
У белого амура полиморфизм обнаружен по Г-6-ФДГ эритроцитов и печени, супероксиддисмутазе и сывороточной эстеразе. Для каждого из трех указанных ферментов предполагается двухаллельная система с кодоминантным наследованием двух разных белков (A и В). При исследовании Г-6-ФДГ печени белого амура из популяции р. Амур найдена третья (редкая) "сверхбыстрая" фракция А'. В то же время у белого амура не обнаружено пока полиморфизма по трансферрину, что отличает его от большинства других видов рыб.