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## Non-destructive model to estimate leaf area in Epilobium species | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

Journal of Plant Physiology and Breeding | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

دوره 10، شماره 2، اسفند 2020، صفحه 1-12 اصل مقاله (545.75 K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

نوع مقاله: Research Paper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jppb.2020.13097 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

نویسندگان | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

Shima Abbasi-Karin^{1}؛ Ghasem Karimzadeh^{*} ^{2}؛ Mitra Mohammadi-Bazargani^{3}؛ Ali Mokhtassi-Bidgoli^{4}
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^{1}Department of Plant Genetics and Breeding, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, IRAN | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

^{2}Department of Plant Genetics and Breeding, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University (TMU), Tehran, Iran. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

^{3}Agriculture Institute, Iranian Research Organization for Science and Technology (IROST), Tehran, Iran. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

^{4}Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University (TMU), Tehran, Iran. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

چکیده | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

Leaf area (LA) is one of valuable parameters in plant physiological studies. Therefore, the use of a non-destructive, accurate and simple model to estimate LA is very important. This research aimed to develop a non-destructive model to estimate LA accurately in Epilobium species. To estimate LA, leaf length (L) and leaf width (W) of five Epilobium species were determined. Moreover, the actual leaf area, using leaf area meter was measured. Regression analysis of LA versus L, W and LW revealed several models to predict LA in Epilobium species. Out of the models, the best fitted and validated model which is recommended to estimate LA accurately in each species, was quadratic model based on two dimensions (L and W), including the E. algidum (LA = 0.1264 + 0.6562 (L×W) + 0.0366 (L×W)^{2}), E. parviflorum (LA = – 3.144 + 1.323 (L×W) – 0.030 (L×W)^{2}(, E. sp. (LA = 0.4236 + 0.3033 (L×W) + 0.1368 (L×W)^{2}), E. hirsutum (LA= 2.2417 + 0.2202 (L×W) + 0.0029 (L×W)^{2}), and E. frigidum (LA = 0.2119 + 0.4162 (L×W) + 0.1191 (L×W)^{2}), all with R^{2 }≥ 0.80. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

کلیدواژهها | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

Epilobium؛ Leaf area؛ Leaf length؛ Leaf width؛ Non-destructive؛ Quadratic regression model | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

اصل مقاله | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

The et al. 2008), and Phaseolus vulgaris (Bhatt and Chanda 2003). Therefore, the objective of this study was to develop and validate the best fitted models to estimate the leaf area based on leaf dimensions (L and W), in some Epilobium species for the first time.
The seeds and the whole plant (Herbarium sample) of five modifications. For leaf area (dependent variable) estimation a total of 250 leaves were randomly collected for each species. The actual leaf area of each leaf was measured with an area meter (Delta-T Ltd., Cambridge, UK) calibrated to 0.01 cm
The dependent variable (leaf area, LA) for each sampled leaf was regressed to build the model with independent variables, including L, W and L×W. The descriptive statistics such as minimum, maximum, mean, standard error, variance (Var.) and Kurtosis of L, W, as well as LA in each species are presented in Table 2. Thereafter, regression models, linear (Y = a + bx), power (Y = ax For each model, we obtained the coefficient of determination (R AIC = n * Ln (SSE/n) + 2k n= number of observations k = number of parameters Table 1. Geographical information of collected Iranian endemic
Figure 1.
Table 2. Minimum (Min), maximum (Max), mean, standard error (SE), variance (Var.) and kurtosis for leaf length, leaf width, length × width and leaf area of
Table 2 (continued)
To validate the best-fitted model (with highest R
## Statistical analyses were performed using the Microsoft Office Excel® 2013 and SPSS (Version 22, SPSS Inc, Chicago, IL, USA). Regression equations were fitted using SigmaPlot (ver.12.5, Richmond, California, USA).## ResultsThis study used a simple non-destructive model to predict leaf area of
Table 3. Parameter and statistic estimates from regression models to estimate the leaf area (LA) from leaf length (L) and leaf width (W). Statistic estimates are coefficient of determination (R
as MSE, RMSE and AIC, are shown in Table 3. Among the models, we selected the best model based on several selection criteria (higher R
Figure 2. Plot of predicted leaf area (PLA) vs. the observed leaf area (OLA) for **Significant at p ≤ 0.01.
The regression between PLA and OLA showed strong relationship (R *algidum*(LA = 0.1264 + 0.6562 (L×W) + 0.0366 (L×W)^{2}),*E. parviflorum*(LA = – 3.144 + 1.323 (L×W) – 0.030 (L×W)^{2}(,*E*. sp. (LA = 0.4236 + 0.3033 (L×W) + 0.1368 (L×W)^{2}),*E. hirsutum*(LA= 2.2417 + 0.2202 (L×W) + 0.0029 (L×W)^{2}), and*E. frigidum*(LA = 0.2119 + 0.4162 (L×W) + 0.1191 (L×W)^{2}), R^{2 }≥ 0.80.
LA is one of the important physiological growth parameters for plants and measuring it accurately without damaging the plant is necessary in some researches. In this regards several studies have been conducted to estimate LA, by using linear dimensions (L, W, L To determine the best fitted model, low values of MSE, RMSE, and AIC are also important. Therefore, the models we selected to estimate LA for In case of In overall, we showed that the quadratic model (Y = a + b (L×W) + c (L×W)
The acquisition of nondestructive methods to estimate LA accurately as an important growth parameter in plants are useful. In this regard to accurately estimate LA, validation tests are very critical to determine the best fitted model derived from two-dimension regression of leaf length (L) and width (W), with the highest R
Authors gratefully acknowledge the support provided for this research project by the Tarbiat Modares University and by Iranian Research Organization for Science and Technology.
The authors declare that they have no conflict of interest with any organization concerning the subject of the manuscript. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

مراجع | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

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