Question

人工诱导多倍体的生物学意义和实践意义

Answer 1

自然界各种生物的染色体数目一般是相当稳定的,这是物种的重要特征.例如黑麦体细胞染色体为14条,配成7对.遗传学上把一个配子的染色体数,称为染色体组,用n表示.如黑麦体染色体组内包含7对染色体,它的基数Ｘ=7.一个染色体组内每个染色体的形态和功能各不相同,但又相互协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异.

由于各种生物的来源不同,细胞核内可能具有一个或一个以上的染色体组,凡是细胞核中含有一套完整染色体组的就叫做单倍体,亦用n表示.具有两套染色体组的生物体称为二倍体,以2n表示.细胞内多于两套染色体组的生物体则称为多倍体.如三倍体(3n)、四倍体(4n)、六倍体(6n)等,这类染色体数目的变化是以染色体组为单位的增减,所以称作整倍体.

按染色体组的来源,在整倍体中又可区分为同源多倍体和异源多倍体。凡增加的染色体组来自同一物种或者是原来的染色体组加倍的结果,称为同源多倍体.如果增加的染色体组来自不同的物种,则称为异源多倍体.

多倍体普遍存在于植物界,目前已知道被子植物中有1/3或更多的物种是多倍体,如小麦属染色体基数是7,属二倍体的有一粒小麦,四倍体的有二粒小麦,六倍体的有普通小麦.除了自然界存在的多倍体物种之外,又可采用高温、低温、Ｘ射线照射、嫁接和切断等物理方法人工诱发多倍体植物.在诱发多倍体的方法中,以应用化学药剂更为有效.如秋水仙素、萘嵌戊烷、异生长素、富民农等,都可诱发多倍体,其中以秋水仙素效果最好,使用最为广泛.

秋水仙素是由百合科植物秋种番红花－秋水仙的种子及器官中提炼出来的一种生物碱,化学分子式为Ｃ22Ｈ25ＮＯ6,具有麻醉作用,对植物种子、幼芽、花蕾、划分和嫩枝等可产生诱变作用.它的主要作用是抑制细胞分裂(cell pision)时纺锤体的形成,使染色体不走向两极而被阻止在分裂中期,这样细胞不能继续分裂,从而产生如同数目加倍的核.若染色体加倍的细胞继续分裂,就形成多倍性组织.有多倍性须知分化产生的性细胞,所产生的配子是多倍性的,因而也可通过有性繁殖方法把多倍体繁殖下去.

多倍体已成功地应用于植物育种,用人工方法诱导多倍体,可以得到一般二倍体所没有的优良经济性状,如粒长、穗长、抗病性强等.三倍体西瓜、三倍体甜菜、八倍体小黑麦已在生产上应用.在单倍体育种(如花粉培养、花药培养等)中,最终也需进行加倍才能获得具育性的品种,这也要用到多倍体诱导技术.