陳斌 鄭宇

摘 要：應(yīng)用SPSS軟件概率單位（Probit）回歸方法，進(jìn)行了生防菌玫煙色棒束孢毒力測定中致死中濃度（LC50）的計(jì)算和秩和檢驗(yàn)。結(jié)果表明，SPSS和DPS這2個(gè)軟件計(jì)算的LC50結(jié)果無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，利用SPSS計(jì)算方法可同時(shí)得出LC50的95%置信區(qū)間，而利用Probit回歸法可用于生防菌半數(shù)致死量的計(jì)算，該方法具有可靠、直觀、快速、方便的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：Probit回歸法;玫煙色棒束孢;毒力測定;致死中濃度（LC50）

中圖分類號(hào) S433文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）20-0078-03

Abstract：The probabilistic unit （Probit） regression method in SPSS software was used to calculate the lethal concentration （LC50） and the rank sum test in the virulence determination of the biocontrol agent Isaria fumosorosea. The results showed that there was no statistical difference between the SPSS and DPS software calculations，but the SPSS calculation method can simultaneously obtain the 95% confidence interval of LC50. The Probit regression method can be used to calculate the median lethal concentration of the biocontrol agents，which is reliable，intuitive，fast and convenient.

Key words：Isaria fumosorosea;Virulence determination;Median lethal concentration （LC50）

玫煙色棒束孢（Isaria fumosorosea Wize），舊稱玫煙色擬青霉（Paecilomyces fumosoroseus），屬半知菌亞門、絲孢綱、絲孢目、叢梗孢科、擬青霉屬，地理分布廣泛，昆蟲寄主多樣。研究發(fā)現(xiàn)，玫煙色棒束孢對抗性較強(qiáng)、為害范圍較廣的半翅目昆蟲——蚜蟲、粉虱具有很強(qiáng)的致病力，在適合的環(huán)境條件下可形成流行病，是重要的昆蟲病原真菌之一[1-4]。一直以來，菌株對靶標(biāo)害蟲的致病力（毒力）大小是篩選和評價(jià)1株優(yōu)良生防菌的重要指標(biāo)，其中致死中濃度（Median Lethal Concentration，LC50）是評價(jià)菌株毒力大小的重要參數(shù)和依據(jù)[5，6]。因此，LC50的可靠性就顯得十分重要，其計(jì)算方法的科學(xué)性、合理性和簡便性值得探討和研究。目前，有關(guān)LC50的算法多達(dá)20余種，以往較為常用的有寇氏法、改良寇氏法、簡化概率單位法、Bliss氏法及序貫法等[7]。早期菌劑毒力的測定計(jì)算，大多延用累積法和累計(jì)對數(shù)法，這2種方法的誤差大，不能計(jì)算出95%置信區(qū)間。張春華等認(rèn)為改良寇氏法更為準(zhǔn)確，并推薦采用改良寇氏法計(jì)算，而Bliss法是計(jì)算LD50最科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)和可靠的方法[8]，但由于其正態(tài)分布概率計(jì)算繁瑣，應(yīng)用極不方便。

目前，有關(guān)生防菌LC50的計(jì)算尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，大多根據(jù)研究者自己掌握的不同方法來計(jì)算，數(shù)據(jù)分析缺乏一定的統(tǒng)一性和嚴(yán)謹(jǐn)性。而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，通過專業(yè)的編程，設(shè)計(jì)出適合LC50的計(jì)算軟件，可以使相關(guān)技術(shù)人員可以從復(fù)雜的計(jì)算中解放出來。SPSS（Statistical Package for the Social Science）軟件就是其中之一，程序使用窗口化管理，對話框指定參數(shù)，無需撰寫、記憶大量的公式、命令等，只要了解一些基本的統(tǒng)計(jì)原理，掌握基本的操作，就可得到具有專業(yè)水平的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果[9，10]。本文通過SPSS19.0軟件中的概率單位（Probit）回歸計(jì)算生防菌玫煙色棒束孢致死中濃度（LC50）方法，對比文獻(xiàn)中運(yùn)用DPS數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)生物測定模擬回歸方程估計(jì)方法，驗(yàn)證SPSS計(jì)算LC50的可行性、可靠性和方便性，為生防菌劑相關(guān)致病力實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和菌株評價(jià)提供參考借鑒。

1 材料與方法

1.1 SPSS19.0軟件計(jì)算生防菌玫煙色棒束孢LC50的步驟

1.1.1 數(shù)據(jù)來源 以文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)[11]（表1）為例，對SPSS計(jì)算生防菌LC50的過程進(jìn)行介紹。

1.1.2 數(shù)據(jù)輸入 運(yùn)行SPSS選擇“輸入數(shù)據(jù)”進(jìn)入數(shù)據(jù)集。左下角切換到“變量視圖”后定義變量，在名稱輸入“孢子濃度”、“蚜蟲數(shù)”和“蚜蟲死亡數(shù)”，然后左下角切換到“數(shù)據(jù)視圖”。依據(jù)表頭提示輸入各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1.1.3 參數(shù)選擇 選擇主菜單“分析”→“回歸”→“Probit”，進(jìn)入“Probit”對話框。將“孢子濃度”選入“協(xié)變量（C）”，將“蚜蟲死亡數(shù)”選入“響應(yīng)頻率（S）”，將“蚜蟲數(shù)”選入“觀測值匯總（T）”，“轉(zhuǎn)換（N）”選擇“對數(shù)底為10”，其他選擇默認(rèn)項(xiàng)，然后選擇“確定”輸出數(shù)據(jù)。

1.2 驗(yàn)證數(shù)據(jù)來源及2種方法比較 采用文獻(xiàn)[11]中毒力實(shí)驗(yàn)中校正死亡率的數(shù)據(jù)，運(yùn)用SPSS計(jì)算不同濃度、不同接菌時(shí)間下玫煙色擬青霉的LC50及95%CI;與文獻(xiàn)中DPS方法計(jì)算LC50的結(jié)果做兩相關(guān)樣本秩和檢驗(yàn)，檢驗(yàn)SPSS計(jì)算LC50的可行性。

2 結(jié)果與分析

2.1 SPSS19.0計(jì)算玫煙色棒束孢LC50輸出結(jié)果 輸出數(shù)據(jù)包括：參數(shù)估計(jì)值表（見表2）、卡方檢驗(yàn)表（見表3）、孢子濃度的觀測值和期望值表（見表4）、不同死亡概率所對應(yīng)的孢子濃度以及95%置信區(qū)間（見表5）和孢子濃度-響應(yīng)散點(diǎn)圖（見圖2），概率0.50的值即為玫煙色擬青霉LC50，查詢得出接菌第8d時(shí)，LC50為6.018×106個(gè)·mL-1孢子，其95%置信區(qū)間CI為（2.95×106）～（1.43×107）個(gè)·mL-1孢子。孢子濃度-響應(yīng)散點(diǎn)圖（見圖2），橫軸是對數(shù)劑量，縱軸是響應(yīng)概率，各點(diǎn)存在一定的線性關(guān)系，同時(shí)也能看出劑量與響應(yīng)概率的大小關(guān)系。

2.2 2種方法計(jì)算結(jié)果比較 按照上述SPSS計(jì)算玫煙色棒束孢（7～10d）LC50步驟利用文獻(xiàn)數(shù)據(jù)計(jì)算LC50，DPS計(jì)算結(jié)果來自文獻(xiàn)。SPSS和DPS計(jì)算LC50結(jié)果見表5。用SPSS做兩獨(dú)立樣本秩和檢驗(yàn)，檢驗(yàn)類型選擇“Wilcoxon”。DPS-SPSS的負(fù)秩有0個(gè)，平均秩次為0，負(fù)秩和為0;DPS-SPSS的正秩有4個(gè)，平均秩次為2.5，正秩和為10。Z值為-1.826，P=0.068，P>0.05，故不認(rèn)為2種方法計(jì)算LC50差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 結(jié)論與討論

目前，有關(guān)LC50的計(jì)算方法很多，有的計(jì)算簡便，但結(jié)果粗略;有的結(jié)果較準(zhǔn)確，但計(jì)算復(fù)雜。國外多采用LITCHFIELD和WILCOXON的坐標(biāo)紙圖解法。在我國普遍采用的方法可以歸納為2類：一類是死亡率-劑量反應(yīng)相關(guān)，要求為正態(tài)分布，其中概率單位圖解法和改良寇氏法較為常用;另一類是不要求為正態(tài)分布，計(jì)算時(shí)只查對有關(guān)表格即可得到LC50值，如霍恩氏法等[7，8]。

在統(tǒng)計(jì)軟件運(yùn)用方面，作為優(yōu)秀的國產(chǎn)DPS軟件近年來在生物測定中應(yīng)用的比較廣泛[15]，并且隨著版本的不斷升級(jí)，計(jì)算精度也越來越高。DPS軟件在其“專業(yè)統(tǒng)計(jì)”菜單中有專門的“生物測定”子菜單，它在時(shí)間-劑量-死亡率模型分析方面表現(xiàn)的非常好，但概率分析操作以及結(jié)果輸出方面較之SPSS遜色。主要是不能一次同時(shí)輸出0.01～0.99的死亡率的濃度（或劑量），需要在對話框中輸入待求的濃度或劑量效應(yīng)指標(biāo)（如50 95等），也不能輸出對數(shù)單位與概率單位的關(guān)系曲線。另外，譚蘋、張志祥等對利用EXCEL軟件進(jìn)行毒力回歸計(jì)算進(jìn)行了很好的探索[16，17] ，但他們編制的程序都比較復(fù)雜，特別是初次操作時(shí)極為煩瑣，極易出錯(cuò)。

在諸多涉及玫煙色棒束孢毒力測定文獻(xiàn)中，LC50的計(jì)算方法多樣，對于實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果有的只給出LC50，有的只有回歸方程，相關(guān)系數(shù)分析，而未對95%CI做出說明[18-20]。這些半數(shù)劑量測定法其潛在的缺陷是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所提供的信息可能不足以進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷，以檢驗(yàn)其結(jié)果的可靠性，這就可能存在由于LC50可靠性問題不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)失真，從而對菌株致病力進(jìn)行了錯(cuò)誤的評價(jià)。筆者運(yùn)用SPSS軟件中Probit回歸分析計(jì)算生防菌的LC50，一步就可得到參數(shù)估計(jì)值、卡方驗(yàn)證、濃度觀測值和期望值、回歸方程、以及LC50值和95%CI。該方法具有簡單、快速、直觀、方便的特點(diǎn)，同時(shí)通過進(jìn)行秩和檢驗(yàn)，得出與DPS結(jié)果差異無顯著性，驗(yàn)證了運(yùn)用Probit回歸分析計(jì)算生防菌LC50的可行性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]梁麗，田晶，馬瑞燕.玫煙色棒束孢研究進(jìn)展[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，33（04）：362-368.

[2]王成，陳萬浩，韓燕峰.重要昆蟲病原真菌玫煙色棒束孢的研究進(jìn)展[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（10）：74-76.

[3]王聯(lián)德，黃建.煙粉虱的為害及其生物防治策略[J].福建農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（04）：365-371.

[4]王慧，孔維娜，馬瑞燕.煙粉虱生物防治研究進(jìn)展[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005（04）：420-424.

[5]田晶，田浩楷，刁紅亮，等.玫煙色棒束孢對煙粉虱致病的時(shí)間-劑量-死亡率模型分析[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，46（01）：70-75.

[6]黃振，任順祥，黎崇軍.玫煙色擬青霉對煙粉虱的致病力測定[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（01）：40-44.

[7]顧兵，張政，李玉萍，等.半數(shù)致死量及其計(jì)算方法概述[J].中國職業(yè)醫(yī)學(xué)，2009，36（06）：507-508，511.

[8]熊浩明，魏柏青，魏榮杰，等.用SPSS軟件計(jì)算鼠疫菌半數(shù)致死量（LD50）[J].中國人獸共患病學(xué)報(bào)，2013，29（11）：1127-1130.

[9]張力.SPSS 13.0在生物統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用[M].廈門：廈門大學(xué)出版社，2006.

[10]張小康，熊秋芳，陳玉霞，等.利用SPSS 19.0計(jì)算蘿卜種子輻射誘變的LD50[J].長江蔬菜，2013（22）：48-50.

[11]孫莉，張艷璇，趙玲玲，等.利用胡瓜新小綏螨攜帶玫煙色擬青霉菌兼防茄子蚜蟲和葉螨[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2015，31（20）：91-96.

[12]ALLISON，P.D .Comparing Logit and Probit Coefficients Across Groups[J].Sociological Methods & Research，1999，28（2）：186-208.

[13]Shariff A A，Zaharim A. The versatility of logit over probit regression analyses estimating the strength of gear teeth[C]//Wseas International Conference on Applied Mathematics.World Scientific and Engineering Academy and Society （WSEAS），2008.

[14]洪淵，杜泳銘.用線性回歸法來計(jì)算半數(shù)致死量──兼與“計(jì)算半數(shù)致死量的新方法”一文商榷[J].中國家禽，1995（04）：21-22.

[15]唐啟義，馮明光.實(shí)用統(tǒng)計(jì)分析及其DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[M].北京：科學(xué)出版社，2002：188-1951.

[16]劉青娥，許均煥，馮明光.不同寄主來源的根蟲瘟霉菌株對小菜蛾幼蟲的毒力比較[J].昆蟲學(xué)報(bào)，2003，46（4）：447-453.

[17]劉銀泉，馮明光.球孢白僵菌對桃蚜的毒力測定[J].植物保護(hù)學(xué)報(bào)，1999，26（4）：347-352.

[18]譚蘋.應(yīng)用Excel軟件計(jì)算半數(shù)致死量[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，41（10）：914-916.

[19]張志祥，徐漢虹，程?hào)|美.EXCEL在毒力回歸計(jì)算中的應(yīng)用[J].應(yīng)用昆蟲學(xué)報(bào)，2002，39（1）：67-70.

[20]黃劍，吳文君.利用EXCEL快速進(jìn)行毒力測定中的致死中量計(jì)算和卡方檢驗(yàn)[J].應(yīng)用昆蟲學(xué)報(bào)，2004，41（6）：594-598.

（責(zé)編：張宏民）