多倍体植物

“多倍体”，是指体细胞中含有三组以上染色体数目的生物体。象三倍体、四倍体……统称为多倍体。

绚丽多彩的各种植物中，多倍体植物尤为神奇：多倍体花卉植物，可以开出比二倍体植物大而鲜艳的花朵；多倍体作物，可以结出比二倍体作物更加丰硕的果实；多倍体的瓜果，还常常产生无籽的果实。

由于多倍体植物细胞内的染色体数目增多，它的细胞体积也明显增大。如四倍体萝卜叶片上的气孔就比二倍体的几乎大一倍；三倍体西瓜的花粉也大约比二倍体的大15％。多倍体植物除了细胞增大之外，生理活动也很活跃，新陈代谢旺盛，这些均为植物生长发育提供了更多的物质基础。所以，多倍体植物常常比二倍体植物要高大，花朵更大更艳，果实更加饱满。例如，世界闻名的郁金香，大约经历了近400年的栽培过程，由二倍体演变为三倍体以后，才以它大而艳丽的花朵赢得了人们的赞誉；水仙在19世纪80年代以前还是其貌不扬的“丑八怪”，直到它由二倍体变成了四倍体以后，才飘飘欲仙一跃而成了“凌波仙子”。多倍体作物在经济性状上也往往发生飞跃地改变。如四倍体“巨峰”葡萄，单果重增加到15—20克；四倍体黑麦、大麦、水稻，其干粒重比二倍体的分别增加38.4％、51.2％和66.8％；三倍体甜菜不但比二倍体甜菜生长发育快，而且可增产15％以上。

在地球上现存的二十多万种被子植物中，有三分之一属于多倍体植物。象东方草莓、智利草莓、麝香草莓、深红草莓以及巨型芋艿、欧州李、华北野红菊、湖北海棠等，都是大自然慷慨奉献给人类的宝贵礼物。

多倍体的植物是怎样形成的呢？经过科学家们长期的研究发现，主要是由于地质、光照、气候，特别是温度等环境因素的急剧变化所造成的。在骤变的外界条件下，就引起植物性细胞减数分裂发生异变，使有的配子失去染色体，有的配子则含有未减数的双倍染色体。特别是在后一种情况，只要未减数的精子和卵子结合，就很容易形成多倍体。正因为如此，所以冰川边缘地区、沙漠和高山地带的多倍体植物明显地增多。象帕米尔高原，多倍体植物的比例达85％，在北极的柯尔古耶夫岛上，多倍体植物竟占92.4％。

大自然的启示，为人类提供了打开“多倍体”秘密之门的金钥匙。科学工作者模仿大自然的规律，采用各种物理方法来诱导产生多倍体。如模仿大自然变温的作用，把授粉时的玉米放在25℃的条件下，20小时以后，把温度突然升高到43—45℃，经20—30分钟后，再将温度降至25℃。这样，可促使玉米受精卵细胞的染色体加倍形成四倍体玉米。又如，用切割或嫁接的方法，从产生的愈伤组织上分化出小苗，再从小苗中也可以选出多倍体。再如，对番茄进行反复摘心，在伤口处产生的愈伤组织上也可以分化出四倍体的番茄来。而采用化学药剂诱导多倍体的方法则更为有效。秋水仙素是使用最为普遍和效果最佳的药物。用秋水仙素溶液（1％左右）浸种、涂抹芽、喷雾或注射于植物体上，都可以有效地获得多倍体。

八倍体小黑麦，是典型的人工合成的多倍体新种。我国的农业科学工作者，经过20多年的努力，将优质的六倍体小麦与抗性强的黑麦杂交，得到杂种一代，再将杂种一代染色体加倍，终于育成了体细胞有56条染色体的八倍体黑麦。它适合我国西南、西北等高寒地区栽种，产量分别比阿波、778等小麦品种提高了24％和61％。

多倍体育种，是大有希望的一种技术。在用化学药剂诱导多倍体成功以后，人工创造多倍体已完全成为可能。由于多倍体植物具有优质、抗逆性强、丰产性好等许多优点，所以在农、林、园艺上的应用前程似锦。