基于lo利技术的农药毒力数据的对比分析

基于lo利技术的农药毒力数据的对比分析

通过比较不同试剂的室内活性或毒性，以及进行相互作用和抗相互作用的性能，通常通过比较药物对不同寄生虫的毒性进行评估，以确定不同种群的毒性或毒性之间的差异。在已发表的文献中可发现,最常用的方法是采用比较不同半致死剂量(LD50)值的95%置信限是否重叠来检验,即如果两个LD50值的95%置信限重叠,可认为这两个LD50值之间没有显著差异;相反则差异显著。但是,Wheeler等证明这种检验方法缺少统计功效(statisticalpower),因此不被推荐用于毒力间的比较。基于MonteCarlo模拟,一些学者认为采用毒力比率测验远优于置信限重叠测验。Robertson等介绍了可以采用似然比或概率比(Likelihoodratio)测试对不同毒力回归线进行平行性和相等性假设检验(Hypothesestestsofparallelismandequality)。假设检验有三种可能结果:第一种结果为两毒力回归线平行但不相等;第二结果为两毒力回归线相等或相同;第三结果为两毒力回归线既不平行也不相等(图1)。当两条毒力回归线相等或相同时(即其斜率和截距都相等),表示其相应的毒力间完全没有显著差异;当两条毒力回归线平行但不相等时,其斜率没有明显差异(即相等),但截距明显不同(即不相等),此时可以直接采用两个LD50值的比值来表示毒力指数,LD50值的95%置信限是否重叠用于衡量毒力间是否有差异;而当假设检验结果为两条(或多条)毒力回归线既不平行也不相等时,即其斜率和截距都不相等,可以采用致死剂量比率(ratioofLDs)及其95%置信区间来比较差异是否显著。为了检验采用毒力比率测验是否优于置信限重叠测验,本文以三唑磷和氯虫苯甲酰胺对二化螟的毒力数据为例,对两组数据的毒力回归线的平行性和相等性假设进行测验,采用致死剂量比率来衡量农药毒力差异是否显著,且与普遍采用的利用半致死剂量(LD50)值的95%置信限是否重叠来检验毒力差异显著与否的方法进行分析比较。Polo软件(ProbitandLogitAnalysis,LeOraSoftware)是LeOra软件公司研发的专门用于生物测定资料的统计分析软件,最新版本PoloPlus包括了毒力回归线的平行性和相等性假设测验和致死剂量比率的计算。下面结合实例介绍如何应用Polo软件对农药毒力数据进行比较分析。1材料和方法1.1毒力检测数据比较以三唑磷对二化螟田间种群和室内敏感种群的毒力数据(点滴法)为例(表1),应用Polo统计分析软件的PoloPlus程序两组毒力测定数据进行比较分析(图2)。1.2结果的计算和分析在PoloPlus程序中打开保存的毒力数据文件,在参数选择“Chooseoptions”窗口中,选择剂量的log转换“Convertdosestologarithms(standard)”,在数学模型“MathematicalModel”中选择机率值“Probit”,输入所要获得的致死浓度(如LD50)(图3)。完成数据格式检查“Checkdata”和计算操作后,PoloPlus会在“Displayresults”和“Displaysummary”界面中显示数据分析结果。这个程序能够计算显示出毒力回归资料的斜率及其标准误、致死浓度(LD1~LD99)及其95%置信限、卡方检验结果、平行性和相等性假设检验结果、致死剂量比率及其95%置信等。判断两条毒力回归线之间是否差异显著的标准为:如果数值1在LD50比率的95%置信区间之内,表明两个LD50值之间差异不显著;如果LD50比率的95%置信区间数值远大于1,则其差异显著。毒力数据在TXT或DOC文本文件中按照如下格式输入,剂量单位为μg·头-1。2结果与分析2.1平行性假设的检测PoloPlus程序计算平行性和相等性假设检验以及致死剂量比率的输出结果如图4所示,相等性假设(HYPOTHESISOFEQUALITY)测验不通过(P<0.05);而平行性假设(HYPOTHESISOFPARALLELISM)测验通过(P>0.05),即该两种群的毒力回归线呈平行关系。PoloPlus程序计算的毒力资料结果见表2,经计算得致死中量比率(LethaldoseratioatLD50,LDR50)为8.838(6.424~12.159),其95%置信区间远远大于1,表明三唑磷对二化螟田间种群和敏感品系的毒力间差异显著,田间二化螟种群对三唑磷的抗性明显。2.2增效系数及毒力检测表3是Polo软件计算田间二化螟对氯虫苯甲酰胺抗性的活体增效试验数据的结果。采用增效系数来表示增效剂(酶抑制剂)的增效作用大小,增效系数=杀虫剂的LD50/杀虫剂和增效剂混用的LD50。经Polo软件计算,氯虫苯甲酰胺和代谢酶抑制剂脱叶磷(DEF)、二乙基顺丁烯二酸(DEM)、增效醚(PBO)混用后的增效系数(即致死中量比率)分别为0.99,1.14,2.33倍。表3中四种处理的LD50的95%置信限都是重叠的,表明添加三种增效剂不会对氯虫苯甲酰胺的毒力有显著的增效作用。但是采用致死中量比率的95%置信限比较发现,氯虫苯甲酰胺和DEF、DEM的混用处理的致死中量比率的95%置信限小于1,而氯虫苯甲酰胺和PBO混用处理的致死中量比率的95%置信限大于1,且相等性或平行性假设测验结果表明添加PBO与杀虫剂单用的毒力回归线平行不相等(图5),说明PBO的预处理显著提高氯虫苯甲酰胺对二化螟的毒力,但是LD50的置信限重叠测验表明PBO没有增效作用。从本示例可以看出,采用致死中量比率的95%置信限来比较分析不用毒力数据间的差异要比采用LD50的95%置信限这个衡量标准在统计水平上更加精确和可靠。3基于生物毒力回归线的毒力检测在农药生物测定中,致死中量(LD50)和回归线的斜率(b值)是表示药剂对生物效力的代表性数值。为了要测定LD50或b值,通常采用的统计分析方法是机率值分析法(probitanalysis)。机率值分析法和计算致死中量的方法很多,有传统的手工计算方法,也出现了不少软件或程序应用于生物测定数据的机率值分析和致死中量的计算,例如国际通用的统计分析软件SAS、SPSS和国产生物统计软件DPS,以及专门用于分析机率值的软件Polo、BA(南京农业大学开发)和EPA(美国环境保护局开发)等。Polo软件是LeOra软件公司研发的专门用于生物测定资料的统计分析软件,已在国际上普遍使用和认可,不过由于软件语言为英文,在国内尚未得到广泛推广使用。本文示例检验了Polo软件在不同毒力数据进行比较分析上的优越性,因为Polo软件的最新版本PoloPlus包括了毒力回归线的平行性和相等性假设测验,专门用于对不同毒力回归线进行比较分析。从生物学意义上来说,一条毒力回归线的斜率可用来估计由每单位剂量或浓度变化所引起的生物活性的变化,回归线的截距表示对照处理的自然反应阈值(即不用药处理的种群中一致的生物所发生的反应)。Hardman等和Kuperman等所描述的药理学证据暗示一条机率值回归线的斜率可反映相关数据所表示的解毒酶的特性,因此,当毒力回归线相等时(即其斜率和截距都相等),可能表示生物中具有相同反应的解毒酶,且在特性和数量上是相同的;当毒力回归线平行但不相等时,对照处理的自然反应阈值存在差异,可能表示生物中具有相同反应的解毒酶,但是数量上不同;而当毒力回归线既不平行也不相等时,可能表示在生物中解毒酶特性不同或存在完全不同的酶。生物测定与有关生理生化解毒机制的结合研究将有助于对上述解释的验证,这对未来农药毒理学和昆虫药理学研究有很大帮助。杀虫剂活体增效试验常常用于研究害虫对抗药性的生化机制,通过将解毒代谢酶抑制剂与杀虫剂混合处理后比较混用处理是否有增效来分析害虫对该药剂产生抗性与解毒代谢酶的关系。本研究利用Polo软件分析了氯虫苯甲酰胺单用和酶抑制剂混用对田间二化螟种群的增效作用,结果表明,若采用LD50的95%置信限分析不同毒力数据间没有差异,而采用相等性或平行性假设测验表