浅谈多倍体和单倍体育性

【摘 要】在自然界中，大部分高等生物由受精卵发育而来，体细胞中含两个染色体组为二倍体生物，二倍体生物都是可育的。本文主要对多倍体及单倍体生物的育性进行初步的探讨。

【关键词】单倍体 二倍体 多倍体 育性

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】1006－9682（2011）11－0170－01

在自然界中，大部分高等生物由受精卵发育而来，体细胞中含两个染色体组为二倍体生物。而少数生物自然状况下由未受精的卵细胞发育来，人工条件下由雄配子或雄配子体经过离体培养发育而来，它们的体细胞只含有正常物种配子的染色体数目称为单倍体生物。同时在高等植物中广泛存在由受精卵发育的，体细胞中有三个及三个以上染色体组的生物，这些生物为多倍体生物。二倍体生物含有两个染色体组，每一型号的染色体均有他的同源染色体的存在，可以进行正常的减数分裂产生配子，保证了有性生殖的正常进行，所以二倍体生物都是可育的。然而多倍体及单倍体生物的育性如何现进行初步分析。

一、多倍体的育性

多倍体的形成是染色体在二倍体生物染色体的基础上，按染色体组成倍的增加而来。按增加的染色体组来自同一物种还是不同物种，将多倍体生物分为同源多倍体和异源多倍体。如三倍体的无籽西瓜、四倍体的水稻为同源多倍体，六倍体的普通小麦、八倍体的小黑麦为异源多倍体。

从形成过程分析，由于不同物种间存在生殖隔离，通过种间杂交形成的种间杂种是高度不育的，然后由于自然或人工一定浓度秋水仙素的处理使其染色体加倍而形成异源多倍体。染色体加倍后的种间杂种有同源染色体存在，保证了减数分裂的正常进行，所以异源多倍体是可育的。

同源多倍体多为三倍体或四倍体，形成过程是物理或化学原因是二倍体植物幼苗有丝分裂过程中纺锤体不能形成，复制后的染色体在有丝分裂后期着丝点分裂后，加倍的染色体不能分配到两个子细胞中，形成了地下部分为二倍体、地上部分为四倍体的嵌合体。该嵌合体自交形成同源四倍体子代个体，该嵌合体和二倍体本物种杂交，子代为同源三倍体。

同源四倍体细胞中同一型号的染色体有四条，可以在减数分裂过程中两条与两条之间配对联会，使减数分裂正常进行，同源四倍体是可育的。这类植物高大、果实大、营养价值高，但结实率较低。同源三倍体植物细胞中同一型号的染色体为三条，减数分裂时联会配对紊乱无法进行正常的减数分裂，因而同源三倍体是不育的。

二、单倍体的育性

单倍体的生物是由可育的生物的雌雄配子没有经过受精作用发育而来，他们染色体组数及染色体数均是可育生物的体细胞中的一半。通常情况下，单倍体生物中无同型号的同源染色体的存在是高度不育的。然而在蜜蜂群体中有二倍体的蜂王和工蜂，单倍体的雄蜂，二倍体的雌蜂由受精卵发育而来，单倍体的雄蜂产生雄配子的方法为假减数分裂，可见单倍体雄蜂是可育的。

在同源四倍体植物花药离体培养产生的单倍体植物中，含有两个染色体组，同型号的染色体各有两条，可以在减数分裂过程中正常配对联会产生正常的配子，这种单倍体是可育的。

而在异源多倍体中，如六倍体的普通小麦、八倍体的小黑麦的花药离体培养产生的单倍体植物细胞中虽然含有三个或四个染色体组，但每个染色体组分别来自不同的物种，单倍体植物细胞中无同源染色体的存在，不能进行正常的减数分裂，因而是高度不育的。

综上所述，在单倍体及多倍体生物中，体细胞中有无同源染色体及同源染色体的对数是否能正常两两配对，使减数分裂能否正常进行与单倍体及多倍体生物的育性密切相关。单倍体及多倍体的育性均受到染色体变异的影响。