星肋小环藻、滇池铜绿微囊藻的春化作用

为认知星肋小环藻（硅藻）春季活动、滇池铜绿微囊藻（蓝藻）春夏大规模暴发的活动规律，通过确定生长温区后进行变温实验，分析低温对2种实验藻的生长影响，其结果为：小环藻的生长温度为9.5～15.0℃，微囊藻生长温度为15.0～31.0℃，生长高温将抑制2种藻的生长；15.5℃以上、9.0℃以下时小环藻停止生长，31.0℃以上、15.0℃以下时微囊藻停止生长；在15.5～17.5℃停止生长后用7.0～9.0℃处理一天后放回生长温度培养，小环藻恢复生长，在31.0～33.0℃停止生长后用7.0～14.0℃处理一天后放回生长温度培养，微囊藻恢复生长，表明特定低温可使处于高温休眠的藻恢复生长，即低温具有解除高温休眠的作用；诱导低温7.5～9.5℃、10.0～14.0℃时，星肋小环藻、铜绿微囊藻的生长与低温诱导强度反相关，与诱导时间正相关；低温可解除高温休眠作用诱导藻生长，同样，高温也可解除藻的低温诱导作用。分析认为：星肋小环藻、铜绿微囊藻的低温诱导作用与植物春化作用一致，因此实验藻具有春化作用，其年活动规律为：经冬季低温诱导，处于休眠的实验藻春季恢复生长，夏季生长高温抑制铜绿微囊藻生长，秋季无诱导低温过程，铜绿微囊藻华可发生但不如春夏。

星肋小环藻、铜绿微囊藻春化作用基因控制机理

实验证实了星肋小环藻、铜绿微囊藻的春化作用后,其暴发控制机理成为研究重点。该文通过分析单细胞生物基因操作原理、遗传物质转录复制控制、温度对蛋白质的作用和酶原激活过程等,研究微藻春化作用基因控制机理,提出基因控制模型:激活基因-操纵基因连锁的基因操纵模型,由基因操纵子、调节基因和激活基因组成。该模型阐释2种藻类春末夏初大规模暴发机理:春季,调节基因产生的调节蛋白原被调节蛋白激活酶激活产生的调节蛋白与操纵基因结合,启动结构基因转录合成DNA合成酶系,DNA复制完成,藻体裂殖(繁殖)群体增长;夏季,高温下温度敏感的调节蛋白激活酶变性,使调节蛋白原激活产生变构的调节蛋白,同时与操纵基因和激活基因结合,激活基因不能产生调节蛋白激活酶激活调节蛋白原产生激活蛋白,这时铜绿微囊藻进入生长被抑制状态,星肋小环藻进入高温休眠状态;进入秋季,因之前无低温出现使热变性的激活酶复性,激活产生正常的调节蛋白与操纵基因结合,启动结构基因复制繁殖所需DNA酶系,尽管秋季温光适宜,星肋小环藻不会生长活动,铜绿微囊藻可生长但生长速度低于春末夏初时的生长速度;进入冬季,低温使热变性的激活酶复性,等待来年春暖激活调节蛋白原,启动新一年的藻生长。

滇池铜绿微囊藻春化作用原理及其基因控制模型改进

为更好地阐述滇池铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa in Dianchi Lake）需求低温的原因、增长与低温高温之间的关系等,对长期的藻春化作用研究所获得的成果进行了梳理、归纳、凝练、提升,形成了藻春化作用原理。在此基础上,对旧的藻春化作用基因控制模型（假说）进行了改进。滇池铜绿微囊藻春化作用原理是：（1）该藻生长活动对低温有需求;（2）休眠高温具有停止藻增长的作用,生长高温具有抑制藻增长的作用;（3）诱导低温能解除休眠高温对藻的休眠作用,解除生长高温对藻的抑制作用;（4）藻的休眠程度和被抑制程度与休眠高温、生长高温的强度、作用时间呈正相关;（5）诱导低温解除藻的高温休眠作用、抑制作用的时间与藻的休眠程度、被抑制程度呈正相关;（6）连续低温诱导可出现最大藻增长率;（7）最适诱导低温产生藻春化作用和解除藻高温休眠作用的时间最短;（8）在最高到最适诱导温度（14-10℃）之间,藻的高温休眠作用、抑制作用的解除效果随诱导低温的降低而增强、随低温作用时间的延长而增强;在最适到最低诱导温度（13-7℃）之间,藻的高温休眠作用、抑制作用的解除效果随诱导低温的降低而减弱、随低温作用时间的延长而增强。滇池铜绿微囊藻春化作用原理可为该藻暴发的数量预测与工程控制提供新的科学理论和研究方法。对旧基因控制模型的改进主要是对激活基因、激活蛋白的结构、功能的细化,对调结蛋白特性的调整,对不同的诱导低温、休眠高温等温度起作用时调节蛋白构象变化的细化。改进后的新模型能够更好地阐释诱导低温与休眠高温等交互作用的藻春化作用原理。

基于Vivado HLS的边缘检测硬件加速应用

针对计算机处理高清图像或视频的边缘检测时存在延时长和数据存储带宽受限的缺点,提出了用Vivado HLS将边缘检测软件代码转换成RTL级硬件电路的硬件加速方法。硬件加速是将运算量大的功能模块由硬件电路实现,根据硬件电路工作频率高和数据位宽自定义,可以解决延时长和数据宽度受限的缺点。实验结果表明,边缘检测硬件加速方法不仅使延时和数据带宽都得到了改善,而且也缩短了边缘检测的开发周期。