全 文 ：时间温度、时间湿度对球孢白僵菌孢子的互作效应*
王成树* * 樊美珍 李增智 (安徽农业大学经济昆虫菌物研究所,合肥 230036)
摘要 球孢白僵菌孢子的时间温度、时间湿度死亡率曲面经互补重对数( CLL)模型拟合,所得方程经 Hos
merLemoshow 统计量检验显著,各处理强度(温度、湿度)与时间效应参数的 t 测验值大大超过极显著水平( P<
0. 0001) . 比较单因素分析与 CLL 模型估计的 LT 50值发现,有效时区内, 不同水浴温度下, 前者估计偏高; 在较
低湿度下( RH< 33% ) ,前者估计偏高, 较高湿度下( RH> 44% ) ,前者估计偏低. 较传统方法分析而言,该模型的
优点在于反映出作用效应随时间变化和时间效应随作用因子变化的趋势信息.
关键词 球孢白僵菌 温度 湿度 互补重对数模型
Interactive effect of timetemperature and timemoisture on Beauveria bassiana conidia. Wang Chengshu, Fan
Meizhen and L i Zeng zhi ( I nstitute of Economic Insects and Fungi , A nhui Agricultural Univer sity , H ef ei
230036) . Chin . J . A pp l . Ecol . , 1999, 10(4) : 475~ 477.
The curve surfaces of timetemperaturemortalit y and timemo istur emortality o f Beauver ia bassiana conidia w ere pro
cessed by complementary loglog ( CLL ) model. HosmerLemoshow testing show ed that the regr ession of obtained
function w as significant, and ttest indicat ed that t he parameters of the models reached significant level( P< 0. 0001) .
The comparisons of each correspondent LT 50 values in effect ive time zone showed that it was higher when estimated by
single factor analysis than by CLL model at different bathing temperature, and at different moisture content, the val
ues estimated by sing le factor analysis were higher at low mo istur e contents ( RH < 33% ) or low er at high moisture
contents ( RH> 44% ) . Comparing with the traditional analysis methods, CLL model could provide the information of
functional effect affected by time, and of time effect affected by functional factors as well.
Key words Beauver ia bassiana, T emperature, Mo istur e, Complementar y loglo g model.
* 国家! 九五∀科技攻关项目( 96- 005- 04- 02- 03) .
* * 通讯联系人.
1998- 06- 22收稿, 1998- 09- 03接受.
1 引 言
影响球孢白僵菌( Beauver ia bassiana)活性的非生
物因子,主要为环境温度及孢子含水量. Roberts等[ 9]
证明 50~ 70 # 是大多数虫生真菌的致死温度, 致死时
间只需几分钟; 孢子含水量又是影响虫生真菌菌株的
耐热性的主要因子, 黄绿绿 僵菌 ( M etar hiz ium
f lavovir ide )在 30min 内的半致死温度随含水率变化
而不同, 100%RH 下为 50. 5 # , 76% RH 下为 57. 6 # ,
而 33% RH 下为 68. 8 # [ 6] .白僵菌孢子的抗逆性主要
通过储藏寿命( shelflife)表现出来, 殷凤鸣等[ 4]研究表
明, 4 # 下孢子含水量在 15%时, 仅能储藏 6 个月, 而
含水量降至 8%时, 储藏 1年, 活孢率为 81. 3% .本文
通过双因子模型拟合, 将能更好地阐述时间温度、时
间湿度对白僵菌孢子活率的互作效应.
2 材料与方法
2. 1 孢子粉
安徽省皖东微生物制剂厂生产,其中含孢量大于 1 ∃ 1011
个%g- 1 ,含水量小于 10% .
2. 2 不同相对湿度的饱和盐溶液[ 11]
RH 67% , 300% NH4NO 3( W/ V ,下同) ; RH 55% , 200% Ca
( NO 3 ) 2 ; RH 44% , 125% K 2CO3; RH 33% , 300% CaCl2; RH
22% , 260% CH3COOK ; RH 10% , ZnCl2; RH 5% , 120%
NaOH.
2. 3 不同温度水浴处理
取少许孢子粉于试管( 15∃ 150mm)底部,于 30、35、40、45、
50、55 # 水浴锅中,分别水浴 2、4、6、8、10、12h, SDAY 平板法测
定孢子萌发率[ 1] .
2. 4 不同含水量孢子的水浴处理
取大试管( 21 ∃ 180mm) , 各加 10ml上述不同饱和盐溶液,
然后将装有少许孢子粉的小试管( 12 ∃ 75mm)置于其中, 封口
膜封口, 22 & 1 # 下平衡 1 周, 得到不同含水量的孢子[ 7] . 将试
管于 55 # 水浴锅中分别水浴 1、2、3、4、5、6h 后, 测定孢子萌发
率.
2. 5 数据分析
为了分析时间温度、时间湿度双因子对白僵菌孢子活率
影响的互作效应, 使用互补重对数模型( Complementary loglog
model, 简称 CLL 模型)进行拟合[ 7, 9] .
2. 5. 1 CLL 模型 白僵菌孢子在时间 t j ( j = 1, 2, ∋∋ J )被作
用因子(温度和湿度)的强度 d i ( i= 1, 2, ∋∋I )致死的条件死
亡率( Conditional mor tality pr obability) ( qij) ,
q ij = 1- exp[ - exp( i+ log 10( d i ) ) ]
应 用 生 态 学 报 1999 年 8 月 第 10 卷 第 4 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Aug . 1999, 10( 4)(475~ 477
式中, i 为时间区间[ t j- 1 , tj ]的待估参数; 为对作用强度的
待估参数.
2. 5. 2 CLL 模型显著性检验 对模型的拟合值与实测值之间
的差异, 分别采用 Pearson 卡方检验及 HosmerLemoshow 统计
量来检验模型的拟合度高低[ 3, 5] .
2. 5. 3 互作时间效应估计 利用以下关系式求不同温、湿度下
50%孢子失活的时间( LT 50) ,比较同单因素最小二乘法估计的
偏差.
log10( LT 50) = - 0. 366- log 10( d i ) j
其中, j = ln( j
k= 1
erk )
3 结果与讨论
3. 1 模型估计
从白僵菌孢子在不同温、湿度下的条件死亡率曲
面高低可以看出,长时间高温可导致孢子活率迅速下
降;不同含水量孢子在恒温长时间作用下,孢子死亡率
上升幅度较为平缓 (图 1、3) . 分别进行 CLL 模型拟
合,得到白僵菌孢子的条件死亡率的估计值(图 2、4) ,
与图 1、3观察值有较好的吻合性, 说明 CLL 模型适于
此类数据的分析.
图 1 白僵菌孢子随时间温度变化的条件死亡率
Fig. 1 Conditional mortality probabilit ies of Beauv eria bassiana conidia
varying w ith dif ferent bathing t ime and temperature.
不同温度下各时区的条件死亡率 CLL 模型 (表
1) ,经 Pearson卡方及 Hosmer & Lemeshow 统计量检
验均相关显著, 模型系数 、j (脚标 j 表示处理后第
j h)经 t 检验相关极显著.而不同湿度下各时区的条件
死亡率 CLL 模型(表 2)拟合度较低,虽然模型系数 、
j 经 t 检验也相关极显著,但 Pearson卡方检验不显
著, Hosmer 和 Lemeshow 检验显著.当 Pearson 卡方统
计量不能确认是否符合卡方分布时, Hosmer 和
Lemeshow 采用修正的统计量来检验模型的拟合度,
若Hosmer和 Lemeshow 统计量显著,说明模型仍拟合
较好[ 5] .
图 2 CLL 模型模拟的白僵菌孢子随时间温度变化的条件死亡率
Fig. 2 Condit ional m ortality probabilities of Beau ver ia bassiana conidia esti
mated by CLL model at dif f erent bathing t ime and temperature.
图 3 白僵菌孢子随时间湿度变化的条件死亡率
Fig. 3 Conditional mortality probabilit ies of Beauv eria bassiana conidia
varying w ith dif ferent bathing t ime and moisture content . .
图 4 CLL 模型模拟的白僵菌孢子随时间湿度变化的条件死亡率
Fig. 4 Condit ional m ortality probabilities of Beau ver ia bassiana conidia esti
mated by CLL model at dif f erent bathing t ime and moisture content .
476 应 用 生 态 学 报 10卷
从表 1、2所示的不同温、湿度的效应系数 j 可以
看出, 不同时间下 j 值不同, 说明白僵菌孢子的条件
死亡率除受作用因子(温度、湿度)影响外,还受到作用
时间的影响,从而说明将作用因子和时间纳入同一模
型中,进行统一分析的重要性及可靠性.
表 1 时间温度死亡率模型的参数估计及其显著性检验
Table 1 Parameters estimated and tested from the model of the time tem
peraturemortality of conidia of Beauveria bassiana
系数名称
Parameters
方程系数
Model coef ficient
t 值
t value
显著水平
Signif icant level
15. 3255 & 0. 8618 17. 7834 0. 00002 - 27. 1687 & 1. 4803 18. 3536 0. 00004 - 27. 1684 & 1. 4768 18. 3965 0. 00006 - 27. 5354 & 1. 4286 19. 2738 0. 00008 - 26. 8447 & 1. 4797 18. 1421 0. 000010 - 27. 2054 & 1. 4393 18. 9024 0. 000012 - 26. 7358 & 1. 4156 18. 8868 0. 0000
注: Pearson卡方检验值( Chisquare) = 34. 6145< X20. 05= 43. 7730;
Howmer & Lemeshow 统计量 ( Statist ic value ) = 5. 5076 < X20. 05 =
14. 0670.
表 2 时间湿度死亡率模型的参数估计及其显著性检验
Table 2 Parameters estimated and tested from the model of the timemois
ture contentmortali ty of conidia of Beauveria bassiana
系数名称
Parameters
方程系数
Model coef ficient
t 值
t value
显著水平
Signif icant level
0. 9134 & 0. 1193 7. 6579 0. 00002 - 2. 4601 & 0. 2004 12. 2753 0. 00004 - 2. 9561 & 0. 2357 12. 5405 0. 00006 - 2. 5947 & 0. 1991 13. 0314 0. 00008 - 2. 6630 & 0. 2082 12. 7879 0. 000010 - 1. 8564 & 0. 1902 9. 7615 0. 000012 - 1. 8734 & 0. 2168 8. 6412 0. 0000
注: Pearson卡方检验值( Chisquare) = 83. 7949< X20. 05= 50. 9980;
Howmer & Lemeshow 统计量 ( Statist ic value ) = 9. 0080 < X20. 05 =
15. 5070.
3. 2 LT 50估计
从最小二乘法单因素分析及 CLL 模型估计孢子
的LT 50值可以看出, 不同温度下在有效时区内 (上限
为最大观察时数 12h) ,单因素估计值要明显高于 CLL
模型估计值(表 3) ,说明单因素估计偏高.而不同含水
量孢子 LT 50估计值表现的规律是, 在较低含水量下
( RH< 33%) , 单因素估计值高于 CLL 模型估计值,在
较高含水量下( RH> 44% ) , 单因素估计值低于 CLL
模型估计值,这可能与不同湿度下的 CLL 模型拟合度
较差有关.
表 3 不同温度下单因素与 CLL模型估计LT50
Table 3 LT50 value estimated by single factor analysis and CLL model at
di fferent bathing temperature
水浴温度
Bathing
temperature( # )
单因素估计值
Single factor
analysis value( h)
CLL 模型估计值
CLL model
analysis value( h)
30 - -
35 - -
40 - -
45 9. 46 4. 28
50 5. 36 2. 28
55 3. 51 1. 18
注: ! - ∀表示估计值超过有效时区 Means the est imated values w ere be
yond the ef fective time zone.
表 4 不同湿度下单因素与 CLL模型估计LT50
Table 4 LT50 value estimated by single factor analysis and CLL model at
di fferent moisture content
不同湿度
Moisture
content ( % )
单因素估计值
Single factor
analysis value( h)
CLL 模型估计值
CLL model
analysis value( h)
5 4. 58 3. 50
10 3. 95 3. 45
22 3. 11 2. 90
33 2. 79 2. 52
44 2. 18 2. 26
55 1. 97 2. 06
66 1. 45 1. 89
3. 3 应用意义
CLL 模型最先成功应用于不同昆虫的化学及生
物杀虫剂的毒力测定数据分析上[ 2, 8, 10] , 其优点在于
实现了时间和剂量效应的统一评价, 使分析有了更坚
实的生物学基础.该模型不仅可以估计传统方法所产
生的信息(如 LT 50) ,还可产生传统方法无法产生的信
息,即剂量效应随时间变化和时间效应随剂量变化的
趋势信息.
本文引进该模型用于白僵菌孢子时间温度、时间
湿度死亡率分析,结果表明在有效的时间、温度及湿
度范围内,该模型完全适于此类数据的分析. 利用该模
型一方面可用于筛选抗逆性强的白僵菌菌株,另外利
用该模型也可预测不同环境条件下白僵菌孢子的稳定
性,从而为生物防治措施的制定及流行病分析提供参
考依据.
参考文献
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作者简介 王成树,男, 29 岁,讲师, 在职博士,主要从事昆虫病
理学和昆虫真菌学方面的研究工作. 发表论文 27 篇. Email:
chengshuw ang@ 263. net
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