植物多倍体的诱发

一、实验目的

1、了解人工诱发多倍体的原理和方法；

2、掌握多倍体的细胞学鉴定方法。

二、实验原理

自然界各种 生物 的染色体数目是相当恒定的，这是物种的重要特征。例如玉米体细胞染色体有20 个，配成10 对。遗传学上把一个配子的染色体数，称为染色体组（或称基因组）用n 表示。

如玉米染色体组内包含10 对染色体，它的基数n=10。一个染色体组内每个染色体的形态和功能各不相同，但又互相协调，共同控制 生物 的生长和发育、遗传和变异。

体细胞内含有两个完整染色体组的称二倍体，染色体数为2n，单倍体专指配子所含的染色体组。一倍体指含有一套染色体（一个染色体组）的生物，细胞内多于两套染色体组的生物体称为多倍体。

含三套基本染色体组的生物叫三倍体，含四套基本染色体组的生物叫四倍体，以此类推。多倍体植物与二倍体相比，在形态上出现明显的巨大性，如茎枝粗壮，气孔少而大，花、花粉粒、果实等都增大，在生理上表现代谢活性增强，糖类、蛋白质及其它产物的含量增高，但发育延迟，结实率低。

三倍体（3x）、四倍体（4x）、六倍体（6x）等，这类染色体数的变化是以染色体组为单位的增减，所以称作整倍体。

在整倍体中，又可按染色体组的来源，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。多倍体植物与二倍体相比具有巨大性。用化学方法人工诱发多倍体植物，可以得到一般二倍体所没有的优良经济性状。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（Triticum）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（Colchicumautumnale）的种子及器官中提炼出来的一种生物碱。化学分子式为 具有麻醉作用，对植物种子、幼芽、花蕾、花粉、嫩枝等可产生诱变作用。

它的主要作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，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，从而产生染色体数目加倍的核。若染色体加倍的细胞继续分裂，就形成多倍性的组织，由多倍性组织分化产生的性细胞，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，用人工方法诱导的多倍体，可以得到一般二倍体所没有的优良经济性状，如粒大、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。