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光合量子产量的评价是植物表型分析的重要内容，叶绿素荧光a(ChIF)作为一种快速、灵敏、无损的检测指标，被广泛应用于植物光合作用及其调控机制的研究。其中，ChIF诱导曲线中可变荧光值与最大荧光的比值Fv/Fm能够反应光合系统II（PSII）的最大光化学量子产率。目前， 对于Fv/Fm的测量，必须将植物样品暗适应处理15–30分钟或更长的时间，这种处理方式是耗时的，限制了其实际应用。因此，亟需一种现代化计算方法，确定ChIF与暗适应和非暗适应之间的确切关系，在没有暗适应的情况下从ChIF中确定准确的Fv/Fm，以节省试验时间。

2023年5月，Plant Phenomics在线发表了江南大学等单位题为Determination of Fv/Fm from Chlorophyll a Fluorescence without Dark Adaptation by an LSSVM Model 的研究论文。该研究开发了一个最小二乘支持向量机（LSSVM），可以在无暗适应条件下从ChIF诱导曲线中确定Fv/Fm。结果表明，在无暗适应条件下，所开发的LSSVM模型具有良好的测定性能，测试数据集的预测性能非常理想：相关系数为（0.7620.974），均方根误差为（0.0050.0021），残差预测偏差为（1.2544.933）。

该研究对6种植物（共计7321个样本）进行了8组试验，探究了不同样本类型的Fv/Fm在有暗适应和无暗适应条件下的差异。随机选取样本数量的10%、20%、…90%作为训练数据集并建立初始LSSVM模型，其余样本作为验证数据集，以测试所建立的LSSVM模型在暗适应下对Fv/Fm的预测性能。在不同训练数据集样本数下，使用LSSVM模型从无暗适应测量的ChIF确定Fv/Fm的结果如表1、2所示。结果表明，当训练数据集样本占全部样本容量的80%以上时，LSSVM模型表现出较强的预测能力。

表1：LSSVM模型性能评价指标（RMSE）

表2：LSSVM模型性能评价指标（RPD）

该研究进一步比较了不同训练数据集样本中预测的Fv/Fm值与所有测试样本暗适应后测量的试验值（图1）。为了进一步评估模型的预测性能，计算了一条回归线来验证其是否接近1:1的直线。结果表明，该研究强调的ChIF预测的Fv/Fm与暗适应的Fv/Fm之间存在显著的线性回归关系，LSSVM模型在没有暗适应的情况下，可以有效地从ChIF中预测Fv/Fm。

图1：利用LSSVM模型对不同训练数据集样本进行Fv/Fm预测。（A）训练数据集的数量为总样本的80%。（B）训练数据集的数量为总样本的90%。

论文链接：

‍http://doi.org/10.34133/plantphenomics.0034

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http://doi.org/10.34133/plantphen‍omics.0048

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http://doi.org/10.34133/2022/9753427

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