为了探究西瓜NAS基因家族的生物学功能,基于西瓜全基因组组装注释数据,利用HMMER、MEGA、TBtools等工具对西瓜NAS家族进行生物信息学的鉴定和分析,包括染色体定位、蛋白质结构、蛋白保守基序、系统进化树、启动子顺式作用元件和共线性分析.结果表明:在西瓜全基因组中共鉴定出 4 个ClaNAS基因,分布于 2 号染色体、3 号染色体、6 号染色体上;编码的氨基酸数量变化范围为 277～356aa、分子量为 30.68～39.88kDa、等电点为 4.71～7.46;4 个claNAS成员编码蛋白质的二级结构组成一致,三级结构差异明显;拟南芥、水稻、甜瓜、番茄和西瓜 5 个物种的NAS基因家族被分为 3 个亚族,其中葫芦科植物被单独聚为一类;西瓜NAS基因家族的启动子区含有激素应答、光响应、胁迫应答、转录因子结合位点等多种顺式作用元件;西瓜基因组内未发现NAS基因的串联重复和片段复制,但西瓜NAS基因与拟南芥、番茄的NAS基因间分别存在 2 个共线性基因对.西瓜NAS基因家族的全基因组鉴定与生物信息学分析为进一步研究西瓜NAS基因的功能和分子机制提供了依据.

为了提高液态化肥的利用率,提出了一种基于滑模技术的液态肥流量高精度控制方法.首先,分析了电动调节阀控制液态肥流量的工作过程,并建立了液态肥流量控制模型;然后,针对电动调节阀中的阀门开度、电机转速和电机角加速度设计了积分滑模面,并提出了滑模控制律;最后,对液态肥流量控制系统进行了稳定性分析.试验结果表明:设计的滑模控制方法具有快速性和准确性,响应时间小于0.6s,阀门开度最大误差仅为0.01cm,液态肥流量最大误差仅为1mL,液态肥流速最大跟踪误差仅为0.1mL/s,在对番茄液态肥实测中最大流量误差也仅为0.03mL,控制精度较高,可实现精准施肥.

以西瓜YABBY基因家族为研究对象,利用TBtools、MEGA、ITOL等软件对西瓜YABBY基因家族进行全基因组鉴定与生物信息学分析,包括对西瓜YABBY基因家族的全基因鉴定、染色体定位、基因结构分析、蛋白保守基序分析、系统进化树分析、启动子顺式作用元件分析和共线性分析,以期能够为西瓜YABBY基因的功能研究与分子机制提供参考依据.结果表明:西瓜YABBY基因家族共9个成员,分布于7条染色体上.西瓜YABBY基因编码蛋白质组成的氨基酸数量范围为169～242 aa,蛋白质分子量变化范围为19.07～26.91 kDa,蛋白质理论等电点PI的范围为7.53～9.69.西瓜YABBY基因家族分为3个类群,同一类群具有相同的外显子-内含子排列方式,且具有相似的蛋白保守基序排列.西瓜、拟南芥、水稻、番茄的YABBY基因家族被分为5个亚族,每个亚族均有西瓜YABBY基因成员分布.西瓜YABBY基因启动子区域含有激素应答、光响应、胁迫应答、转录因子结合位点等相关的多种顺式作用元件.西瓜YABBY基因家族共有3对基因存在串联重复和片段复制.

针对高通量自动化获取的植物表型性状图像的智能检测问题,采用迁移学习和改进掩膜区域卷积神经网络(Mask R-CNN)设计植物表型智能检测分割算法.首先对残差网络进行优化,并利用特征金字塔网络(FPN)对输入图像进行特征提取;然后调整候选区域提取网络(RPN)中锚框的长宽比例和阈值,并在RoIAlign中通过双线性插值法保留了特征图的空间信息;最后改进Mask检测头,并增加特征融合机制以获得高质量的掩膜.在西瓜突变体生长情况的性状表型数据集上进行训练和检测,得到结果表明:改进后的Mask R—CNN表现出更优的检测性能,与传统Mask R-CNN相比,检测精度提高2.2％,掩膜准确率提高2.7％,检测时间减少42 ms,为提升农业精准化水平和推动智慧农业发展提供了技术支撑.

为探明EMS诱变西瓜种子的最佳条件,以石红为试材,设置种子切口与不切口2种处理方式,采用6个诱变浓度(0.40％,1.00％,1.20％,1.40％,1.60％和2.00％)和5个诱变时间(4、10、12、14、16 h)共30个不同处理组合对西瓜种子萌发的影响进行研究.结果表明,切口处理能显著提高西瓜种子对EMS诱变剂的敏感性,共筛选出6个处理组合,诱变效果最接近半致死剂量,分别是1.20％+12 h、1.20％+14 h、1.20％+16 h、1.40％+12 h、1.40％+14 h和1.40％+16 h,对应的西瓜种子相对发芽率分别为50.38％、52.21％、51.97％、48.95％、49.97％和48.82％.以用量少且用时短为原则,确定EMS诱变西瓜种子的最佳组合是1.20％EMS诱变12 h.

开优鸿宝是以开封330为母本、开封117为父本杂交育成的中果型花皮有籽西瓜新品种。开封地区春季露地栽培模式下全生育期98 d左右,果实发育期28 d左右,为早熟品种;平均单瓜质量5.5 kg左右,果实圆球形,果皮绿色,上覆中等墨绿色齿条,瓤色大红,瓤质细腻、口感酥脆,中心可溶性固形物含量（w,后同）12.6%,边部10.3%左右,品质佳。该品种植株分枝力中等,生长势强,综合抗性强,坐果性好,果实耐贮运,产量高,每667 m~2产量可达3700 kg左右,适合简约化栽培,在河南省及周边省市保护地和露地均可种植。2019年通过国家非主要农作物品种登记。

以'B4'西瓜为试材,采用6个水杨酸(SA)浓度(0.01、0.1、0.5、1.0、2.5、5.0 mmol·L-1)和4个油菜素内酯(BR)浓度(0.005、0.05、0.5、5.0 mg· L-1)分别喷施西瓜幼苗的叶片,研究了低温胁迫条件下不同浓度SA和BR对西瓜幼苗生理特性的影响,以期能够阐明遭受冷害胁迫时外源激素类物质调节西瓜幼苗生长发育和提高幼苗耐寒性的生理作用机制,为外源物质在西瓜设施栽培中缓解冷害胁迫提供参考依据.结果 表明:低温胁迫条件下,随着SA和BR浓度的增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白质含量均有先增加后降低的趋势,丙二醛(MDA)含量的变化趋势均是先降低后升高,SA的浓度为0.5 mmol·L-1时处理效果最明显,BR的最佳处理浓度为0.05 mg·L-1.此外,SA和BR均能够在短期内显著增加低温胁迫下西瓜幼苗中SOD活性、POD活性和可溶性蛋白质含量,并显著降低MDA含量;但随着低温处理时间的延长,SA和BR处理的西瓜幼苗中SOD活性、POD活性和可溶性蛋白质含量均有降低的趋势,MDA含量有增加趋势,在低温处理的第0.5天,SA的处理效果最好,而BR是在第1.5天效果最好.

《设施农业技术》是设施农业与装备专业的一门专业必修课,也是设施农业相关专业的一门重要课程.在教学中应增加自主探索环节,并使该环节与课堂讲授和实践操作相结合,实现“教、学、做、研”一体化;应运用多样化的教学方法和手段,多进行案例讲解,多与学生互动.只有这样,才能使学生学到更多知识,提高实践动手能力和灵活应用理论知识解决实际问题的能力.