同源多倍體
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指增加地染色體組來自同一物種,一般是由二倍體地染色體直接加倍產生的。
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解釋
同一物種經過染色體加倍形成的多倍體,稱為同源多倍體。同源多倍體在植物界是比較常見的。由於大多數植物是雌雄同株的,兩性配子可能有同時發生異常減數分裂的機會,使配子中染色體數目不減半,然後通過自交形成多倍體。多倍體在動物中比較少見。這是因為動物大多數是雌雄異體,染色體稍微不平衡,就容易引起不育,甚至使個體不能生存,所以多倍體動物個體通常只能依靠無性生殖來傳代。例如,在甲殼動物中有一種豐年魚,它的二倍體個體進行有性生殖,而四倍體個體則進行無性生殖。此外,在蠑螈、蛙以及家蠶等動物中,也發現過三倍體和四倍體的個體,但是都沒有能夠連續傳代。
特點
同源多倍體中最常見的是同源四倍體和同源三倍體。同源四倍體是正常二倍體通過染色體加倍形成的。例如,馬鈴薯就是一個天然的同源四倍體。人為地用化學藥劑秋水仙素等處理髮芽的水稻種子,可以獲得人工同源四倍體水稻。大麥、煙草、油菜等用化學藥劑處理,也可以獲得同源四倍體。同源四倍體與二倍體相比,大多表現出細胞體積的增大,有時出現某些器官的巨型化。這種巨型化一般都表現在花瓣、果實和種子等有限生長的器官上。但是多倍體化卻很少導致整個植株的巨型化,有時甚至相反。這是因為植株的體積不僅取決於細胞的體積,還取決於生長期間所產生的細胞的數目。通常情況下,同源多倍體的生長速率比二倍體親本低,因而大大限制了生長過程中細胞數目的增加。
形成原因
在自然條件下,同源三倍體的出現,大多是由於減數分裂不正常,由未經減數分裂的配子與正常的配子結合而形成的。香蕉是天然的三倍體植物。它一般只有果實,種子退化,以營養體進行無性繁殖。人們採用人工的方法,在同種植物中將同源四倍體與正常二倍體雜交,可以獲得同源三倍體植物。三倍體植物由於染色體的配對發生紊亂,不能正常地進行減數分裂。在分裂前期,每種染色體有三條,組成三價體(三條染色體連在一起),或者組成二價體(兩條染色體連在一起)和單價體(一條染色體單獨存在)。在分裂後期,二價體分離正常,但是三價體一般是兩條染色體進入一極,一條進入另一極。單價體有兩種可能,或是隨機進入某一極,或是停留在赤道板上,隨後在細胞質中消失。無論是哪一種方式,最終得到全部染色體都是成對的配子的機率只有(1/2)的n-1次(n代表一個染色體組中所有染色體的數目),而得到全部染色體都是一個的配子的機率也只有(1/2)n-1,這些配子是有功能、能受精的,但是這樣的配子很少。絕大多數配子都是染色體數目不平衡的配子,不能正常地受精結實。因此,三倍體是高度不育的。
例子
三倍體的西瓜、香蕉和葡萄與二倍體的品種相比,不僅果實大、品質好,而且無子便於食用。在農業生產中,可以通過人工誘導培育出三倍體的優良品種。
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