生菜bHLH转录因子家族的鉴定与生物信息学分析

本研究旨在对生菜(Lactuca sativa L.)bHLH转录因子进行全基因组鉴定与系统分析，以期为生菜bHLH家族基因的生物学功能的研究提供理论基础。通过Pfam下载bHLH结构域的隐马氏模型，利用HMMER3.0和SMART鉴定生菜bHLH基因。使用ExPASy ProtParam tool、DNAMAN 5.0、ClustalX和MEGA 7.0等软件对bHLH的蛋白序列进行生物信息学分析。在生菜全基因组中共鉴定出135个bHLH转录因子，其编码蛋白的相对分子量为17843.82~75409.15 Da，理论等电点为0.63~9.51，其中有92个酸性蛋白，43个碱性蛋白。123个bHLH蛋白为不稳定蛋白，135个bHLH蛋白均为亲水性蛋白。各家族成员均含有N端碱性结构域和C端HLH结构域，其中N端可结合特定的DNA顺式元件，C端可维持bHLH蛋白二级结构的稳定。系统进化分析将生菜中135个bHLH蛋白分为10个亚家族。通过全基因组分析，共鉴定出135个生菜bHLH转录因子，为生菜bHLH家族基因的功能研究提供借鉴。     

植物工厂水培叶菜生产全程机械化研究进展

为理清水培叶菜工厂快速发展过程中，机械设备应用现状和相关研究进展，以水培叶菜播种、育苗、移栽、收获环节为突破口，重点分析水培叶菜生产全流程相关的播种机械、移栽机械和收获机械国内外研究现状与发展趋势。研究结果表明:视觉识别、专家智能系统等高新技术正融入水培机械，播种、移栽和收获环节的机械正朝着智能化和精准化方向发展，但受机械价格和适用性等因素的影响，水培叶菜生产各环节的机械化应用较低，除了在播种环节有一定的播种机械应用外，水培叶菜的移栽和收获仍然依赖人工，水培叶菜全流程的机械化应用尚属空白。当前政府应加大科研投入，研发人员应注重加强水培农艺与农机融合，着重开展水培移栽机和收获机的创新性研究，突破弱势环节，因时制宜的发展水培叶菜机械。     

大丽轮枝孢激活蛋白（VDAL）在生菜上的应用效果

摘要：为了明确新型植物免疫激活蛋白大丽轮枝孢激活蛋白对生菜苗期生长状况、品质和产量的影响，以散叶生菜大速生为试验材料，研究了在苗期喷施大丽轮枝孢激活蛋白可湿性粉剂（VDAL）2 500倍液、2 000倍液、1 500倍液、1 000倍液和500倍液，以及6%寡糖·链蛋白300倍液对生菜生长的影响效果。结果表明：喷施VDAL 1 500倍液处理对生菜有明显的壮苗和增产效果，生菜VC含量最高，为167.3 mg/kg，硝酸盐含量低于其他处理且显著低于VDAL 2 500倍液处理；所有处理均未测出亚硝酸盐成分；不同浓度处理间产量差异不显著，但是VDAL 2 500倍液、1 500倍液、1 000倍液处理的产量均显著高于清水对照。在生菜生产中，推荐使用VDAL 1 500倍液。     

光期湿度对植物工厂生菜干烧心及其营养品质的影响

【背景】 近年来,植物工厂因具有可在垂直立体空间进行周年计划性、省力化和无农药、洁净安全生产等传统农业无可比拟的优势,在全球得到蓬勃发展。然而,由于植物工厂内叶菜生长速度较快,而新叶部位的蒸腾较弱等原因,较易发生干烧心,大幅降低叶菜外观和内在品质。【目的】 研究光期不同湿度对水培生菜干烧心、生长及其营养品质的影响,优化预防或减缓生菜干烧心发生的植物工厂湿度环境参数,为防控生菜干烧心发生,提高植物工厂生菜品质和运行效益提供技术和理论支撑。【方法】 选用在植物工厂环境下较易发生干烧心的‘Tiberius’生菜作为研究对象,在光环境、温度、二氧化碳等环境条件保持一致的情况下,使光期（16 h）各处理空气相对湿度分别维持在50%（RH50）、70%（RH70）和90%（RH90）,暗期（8 h）各处理空气相对湿度保持一致为70%,湿度控制正负误差在5%以内。调查各处理组生菜干烧心发生情况、叶片光合参数、产量及营养品质的差异。【结果】 与RH70和RH90相比：（1）RH50处理显著提高了生菜新叶中钙离子含量,降低了采收时干烧心发生率,并且随着相对湿度水平降低,干烧心的初次发生时间得到显著推迟;（2）RH50处理未对试验光强下生菜的净光合速率产生影响,但却显著增加了生菜气孔导度、蒸腾速率和胞间CO₂浓度,促进了茎叶的钙离子运输;（3）RH50处理未显著降低生菜的总叶面积及茎叶鲜重,但却明显改善了生菜营养品质,使淀粉、抗坏血酸和可溶性蛋白的含量得到显著提高。【结论】 植物工厂高湿环境是生菜干烧心频发的原因之一,通过合理降低湿度水平能够在不显著影响生菜光合能力及产量的情况下,有效减缓生菜干烧心的发生,提高生菜的外观和营养品质,增加其商品价值,保障植物工厂优质高效生产。     

基于结构功能特性的油麦菜生长分析

针对智慧农业和植物表型的研究中缺乏油麦菜生长模型和可视化管理方法的问题，将四阶多项式模型(Ploy4)、双尺度自动机技术和GreenScilab仿真工具三者相结合，对油麦菜结构功能特性进行分析。结果表明:1)油麦菜逐叶片呈“Y”型间隔角度上旋递进生长；2)使用不同生长模型对油麦菜叶长和叶宽数据进行拟合，四阶多项式模型(Ploy4)拟合效果较好，各叶片决定系数≥0.99；3)利用双尺度自动机技术和GreenScilab仿真工具，对油麦菜结构功能特性可视化，结果具有感官相似性。将上述方法相结合针对作物不同特性进行分析，可以为设施环境中油麦菜生长的可视化管理提供有效的手段。     

基于FCN网格定位和特征融合的水培生菜幼苗状态检测方法

为了及时发现问题幼苗状态和提高幼苗分拣效率，本文以水培生菜幼苗培育过程中出现的死亡和双株状态为研究对象，提出一种基于FCN网格定位和特征融合的水培生菜幼苗状态检测方法。本方法在原有研究的基础上，针对双株状态幼苗检测精度低的问题，引入FCN架构改变原有边框回归方式，利用其对位置信息敏感的特性，获取精确的网格点空间信息。同时，利用特征融合策略，充分获取不同网格点间的相关性，实现对水培生菜幼苗问题状态的精准定位。实验结果表明，该方法的平均检测精度达到了88.1%，检测精度优于原有方法、FSAF、YOLO V3、FoveaBox、ATSS和CornerNet，尤其对双株状态的幼苗检测精度得到明显提升。因此，本文提出的方法能够实现水培生菜幼苗问题状态的自动检测，为水培蔬菜育苗分拣智能化及种植自动化提供技术支持。     

早熟耐抽薹紫叶莴笋新品种“红竹3号”的选育

“红竹3号”是以茎肉翠绿、抗病性强的紫叶莴笋“红竹”为母本、以晚熟耐抽薹的绿叶莴笋QH13-9为父本杂交后,利用系统选育法,经过连续6代定向选育而成的早熟耐抽薹紫叶莴笋新品种。甘肃冷凉区春季露地栽培从播种至初采收期约75d;叶椭圆形、紫红色、多皱,株高53.4cm,肉质茎长棒型、茎粗约4cm、茎皮紫斑明显、茎肉翠绿色,笋味浓郁、富含铁、钾、锌等微量元素,品质优良,抗病性强。平均单株质量约0.75kg,每667m²产量4500kg以上,叶量少,可适当密植。适宜甘肃冷凉区及相同气候区域推广种植。     

基于迁移学习和卷积神经网络的生菜鲜重估测

为提高设施生产中对各生长阶段生菜鲜重的无损估测精度进而更好地指导生产，提出一种利用生菜冠层图像为输入，基于迁移学习技术和卷积神经网络估测鲜重的方法，对比分析AlexNet、VGG-16、GoogLeNet和ResNet-18模型迁移学习后在生菜鲜重估测任务上的效果；同时，对比不同迁移学习方法对模型性能的影响，通过冻结卷积层和减少全连接层改善模型的参数量和训练速度。结果表明:1)AlexNet和VGG-16两种模型能较好的实现生菜鲜重的估测，AlexNet模型的决定系数R²为0.928 0，标准均方根误差NRMSE为19.08%，VGG-16模型的R²为0.938 0，NRMSE为17.71%，但VGG-16模型存在参数量大训练慢的问题，综合考虑选取AlexNet模型迁移学习后作为生菜鲜重估测模型；2)与全新学习方法相比，在预训练模型基础上对生菜鲜重数据集进行迁移学习，可以明显提升生菜鲜重估测模型的训练速度和准确度；3)冻结卷积层能显著加快模型的训练速度，训练时间可减少18%，减少全连接层在保持精度的前提下能大幅度减少模型的参数量。基于迁移学习的卷积神经网络模型可用于生菜鲜重的快速估测，该方法也可以拓展应用到其他叶类蔬菜的鲜重估测中。