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【原创】关于单倍体、多倍体和物种概念的理解

2017-09-28 13:42阅读:
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关于单倍体、多倍体和物种概念的理解
作者:**德(博客ID:大熊老蜀忝)
  此问题来自学生的一份练习卷:
  将二倍体玉米的幼苗用秋水仙素处理,待其长成后用其花药进行离体培养得到了新的植株下列有关新植株的叙述正确的是:
(1)是单倍体 (2)体细胞内没有同源染色体
(3)不能形成可育的配子 (4)体细胞内有同源染色体
(5)能形成可育的配子 (6)可能是纯合子也有可能是杂合子
(7)一定是纯合子 (8)是二倍体
参考答案是:(1)(4)(5)(6)
我的疑问是,这新的植株真的是单倍体吗?
  单倍体的英文名称是Haploid,是指体细胞染色体数等于本物种配子染色体数的个体。
  有些人是把单倍体理解为“由配子发育而成的个体”,所以得出上题得到的新植株是“单倍体”的结论有些人是认为同源四倍体是新物种,所以也认为上题得到的新植株是四倍体的“单倍体”。
  一、多倍体植物是新物种吗?
  人工培养的多倍体是不是一个新物种,也是中学老师热烈争论的一个问题。很多老师认为,使用秋水仙素处理二倍体,得到同源四倍体。同源四倍体与二倍体杂交产生的三倍体高度不育,所以这个同源四倍体是一个新物种。
  物种在分类学上当前流行的物种定义,就是以种群为单元的E.Mayr定义:物种是由自然种群所组成的集团,种群之间可以相互交流繁殖(实际的或潜在的),而与其他这样的集团在生殖上是隔离的。定义沿用了生殖隔离的标准,它所突出的是群体概念。但物种的概念及定义并未真正解决,生殖隔离作为标准的定义只适用于有性物种,不适用于无性物种和化石物种。对于无性和化石物种,一般是从特征的间断程度,以判断
种类划分。一个比较笼统的定义:“物种是生命系统线上的基本间断”,可以适用于一切物种。另外,强调染色体数目(如二倍体、多倍体、无融合生殖种等)作为分种依据而将外部形态作为次要特征依据的称为生物学种(不是“物种”)。
  新物种还要得到世界认同,进行科学命名。现阶段科学界认为,植物的二倍体小麦与四倍体小麦之间虽然不能得到可育的后代,但它们还是属于同一物种中的不同亚种。也就是说,“二倍体植物与四倍体植物属于不同物种”这一说法是错误的。
  所以在当今的科学上,用秋水仙素培养出的多倍体植物并不是新物种!而且根据资料,玉米、蚕豆、南瓜、黄瓜等许多农作物,用秋水素诱导获得的四倍体植株,表现为高度不育[1]。也就是说,这条题目本身也欠缺科学性。
  
  二、单倍体能理解为“由配子发育而成的个体”吗?
  我们把题目修改一下:
  将同源四倍体马铃薯(2N=4x=48)的幼苗甲用秋水仙素处理,待其长成后(8x=96)用其花药进行离体培养得到了新的植株乙。请问,新植株乙是属于___倍体。
按原题的解法,答案应该也是“单(倍体)”。
  按某些人的想法,理论上四倍体与八倍体杂交产生得到的六倍体是可育的,之间并没有生殖隔离!也就是说,这里的八倍体并不是新物种。此时“本物种”指的是原来的四倍体植株。而最后培育出来的个体,与原四倍体植物的染色体数目相同。按照课本的定义单倍体是本物种配子染色体数的个体,则应该还是属于四(倍体)才应是答案。如果按“由配子发育而成的个体就是单倍体”的话,答案才是“单(倍体)”。
  可以看出,“由配子发育而成的个体”,与“本物种配子染色数的个体”是两个不同的概念。课本科学地下的定义,不能随意更改。
  结论:
  1、单倍体的定义不能理解为“是由配子发育而成的个体”,必须按高中课本的定义“是本物种配子染色数的个体”。
  2、物种的定义存在争议,还是发展和完善当中。人工培植的多倍体植物不一定是新物种。
  3、原题的答案,本人认为是该新植株应称为“二倍体”,而非“单倍体”。有不同看法的朋友,请留言谈谈你的看法,谢谢。
【参考文献】
[1]赵钢: 同源多倍体在作物育种中的应用, 大自然探索, 1992, (4): 68-72

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