Genomisch: - Polyploidisierung (die Bildung von Organismen oder Zellen, deren Genom durch mehr als zwei (3n, 4n, 6n usw.) Chromosomensätze repräsentiert wird) und Aneuploidie (Heteroploidie) - eine Veränderung der Chromosomenzahl, kein Vielfaches haploider Satz(siehe Inge-Vechtomov, 1989). Je nach Herkunft der Chromosomensätze werden Allopolyploide von Polyploiden unterschieden, die durch Hybridisierung entstandene Chromosomensätze aufweisen verschiedene Typen, und Autopolyploiden, bei denen die Anzahl der Chromosomensätze des eigenen Genoms um ein Vielfaches von n zunimmt.
Als Polyploidie (altgriechisch πολύς - zahlreich, πλοῦς - zd. Versuch und εἶδος - Art) bezeichnet man eine mehrfache Erhöhung der Chromosomenzahl in einer eukaryontischen Zelle. Polyploidie ist bei Pflanzen viel häufiger als bei Tieren. Bei zweihäusigen Tieren ist es bei Nematoden, insbesondere Askariden, sowie bei einigen Vertretern der Amphibien beschrieben. Polyploidie wird künstlich durch spindelzerstörende Gifte wie Colchicin induziert. Unterscheiden Sie zwischen Autopolyploidie und Allopolyploidie. Autopolyploidie - eine erbliche Veränderung, eine mehrfache Erhöhung der Anzahl von Chromosomensätzen in den Zellen eines Organismus desselben Spezies. Auf Basis künstlicher Autopolyploidie wurden neue Formen und Sorten von Roggen, Buchweizen, Zuckerrüben und anderen Pflanzen synthetisiert.
für Pflanzenpolyploide, Di-, Tri-, Tetraploide usw. mit jeweils zwei, drei, vier usw. Wiederholungen desselben Genoms. Solche Polyploiden können spontan als Ergebnis der Polyploidisierung somatischer Pflanzenzellen entstehen, was zu Mosaiken führt - Individuen, die sowohl diploides als auch polyploides Gewebe enthalten. Aus ihnen werden durch vegetative Vermehrung oft polyploide Formen gewonnen. verschiedene Teile Pflanzen.
Zur künstlichen Herstellung von Polyploiden werden Mittel verwendet, die die Divergenz duplizierter Chromosomen blockieren; B. das Alkaloid Colchicin, andere Mitosegifte wie Vinblastin verhindern die Polymerisation von Tubulin und blockieren dadurch die Chromosomendivergenz. Kampfer induziert bei Hefen eine endomitotische Polyploidisierung, gegen die insbesondere Colchicin nicht wirksam ist.
Ein weiterer Weg zur Entstehung von Autopolyploiden in Pflanzen ist die Bildung von nicht reduzierten Mikro- und Makrosporen, die unter dem Einfluss einer Temperaturerhöhung oder -erniedrigung zur Einwirkung kommen können narkotische Substanzen usw. In diesen Fällen konjugieren die Chromosomen in der Prophase I nicht und können in der Telophase I in einem Kern enthalten sein. Dann durchläuft dieser Kern die Teilung II und bildet nicht vier, sondern zwei Zellen - Dyaden. Es kann auch eine Verletzung der II. Teilung der Meiose vorliegen. In beiden Fällen werden dadurch unreduziert-diploide Pollenkörner oder Eier gebildet.
Es ist üblich, zwischen balancierten Polyploiden mit einer geraden Anzahl von Chromosomensätzen zu unterscheiden: 4u, 6p, 8p usw. - und unbalancierten Polyploiden mit ungerader Ploidie: Zn, 5n, In usw. Letztere haben normalerweise eine reduzierte Fruchtbarkeit, da die eine ungerade Wiederholung jedes der Chromosomen schafft ein Hindernis für ihre regelmäßige Konjugation und anschließende Verteilung in der Meiose. Dieses Problem tritt bei balancierten Polyploiden nicht auf.
Meistens ist sogar Ploidie optimal; Beispielsweise führt die Bestäubung einer tetraploiden Roggensorte mit Pollen einer diploiden Sorte zur Bildung von triploiden Embryonen, die absterben frühe Stufen Entwicklung.
Dennoch sind es in vielen Pflanzen Triploide, die Anzeichen von größerer Kraft und höherer Produktivität zeigen als Diploide oder Tetraploide.
In jedem Fall bedeutet die Gewinnung einer primären polyploiden Form immer nur den Beginn eines Züchtungsprozesses, in dessen Verlauf durch Kreuzung von Polyploiden und anschließender Rekombination die Ausprägung von Merkmalen optimiert und harmonisch entwickelte Pflanzen erhalten werden können.
Allopolyploidie ist eine mehrfache Erhöhung der Chromosomenzahl in Hybridorganismen. Tritt während der interspezifischen und intergenerischen Hybridisierung auf. Viele Pflanzen sind natürliche Polyploide. Meistens sind ihre polyshuiden Serien jedoch nicht das Ergebnis einer Autopolyploidisierung, sondern das Ergebnis der Kombination verschiedener Genome durch Hybridisierung. Offensichtlich, wenn zwei verschiedene Arten gekreuzt werden, sogar mit die gleiche Nummer Chromosomen in dem resultierenden Amphihaploiden, ist es schwierig, einen normalen Verlauf der Meiose zu erwarten. Die Chromosomenkonjugation in der Prophase I der Meiose wird aufgrund des Mangels an Homologen gestört. Wenn andererseits die A- und B-Genome zu einem amphiploiden, doppelten (AABB) vereint sind, d.h. eine Polyploidisierung auftritt, dann wird die Fruchtbarkeit eines solchen amphidiploiden oder allotetraploiden wiederhergestellt, da sich die Chromosomen nun normal bilden können Paare während der Konjugation. Genau das geschieht eigentlich bei der Synthese neuer Formen durch Fernhybridisierung.
Experimente bestätigen perfekt die Theorie von O. Winge (1917), wonach polyploide Serien in der Natur durch die Hybridisierung von Arten und die anschließende Verdoppelung beider elterlicher Chromosomensätze entstehen. Viele Pflanzen sind tatsächlich Allopolyploide. Zum Beispiel hat Weizen Triticum destivum (2n = 42) eine genomische Formel: AABBDD, d. h. es ist ein Hexaploid mit drei verschiedenen Genomen. Seine AB-Genome entsprechen einer anderen Weizenart, dem allotetraploiden T. dicoccum. Das dritte Genom, D, stammt höchstwahrscheinlich von einem Getreide einer anderen Gattung, Aegilops squarrosa, das 14 Chromosomen hat.
Häufig enthalten die Genome, aus denen Allopolyploide bestehen, homologe Gene und ganze Abschnitte von Chromosomen, die als homöolog bezeichnet werden. Die Homöologie der Chromosomen zeigt sich durch ihre Fähigkeit zur homöologen Konjugation durch einzelne Regionen, die homologe Gene enthalten, was am besten gezeigt wird, wenn abweichende Meiosen in Amphihaploiden untersucht werden. Die Spaltung für homologe Gene in Allopolyploiden hat oft den Charakter eines nicht kumulativen oder kumulativen Polymers.
Menschliche Ploidiestörungen:
Beim Menschen, wie bei der überwiegenden Mehrheit der vielzelligen Tiere, Großer Teil Zellen sind diploid. Nur reife Geschlechtszellen oder Gameten sind haploid. Störungen der Ploidie (sowohl Aneuploidie als auch seltener Polyploidie) führen zu schwerwiegenden Krankheitsveränderungen. Beispiele für Aneuploidie beim Menschen: Down-Syndrom – Trisomie auf dem 21. Chromosom (Chromosom 21 wird durch drei Kopien dargestellt), Klinefelter-Syndrom – ein überschüssiges X-Chromosom (XXY), Turner-Syndrom – Nulisomie auf einem der Geschlechtschromosomen (X0). Trisomie auf dem X-Chromosom und Fälle von Trisomie auf einigen anderen Autosomen (außer dem 21.) werden ebenfalls beschrieben. Beispiele für Polyploidie sind selten, aber sowohl abortive triploide Embryonen als auch triploide Neugeborene (ihre Lebensspanne überschreitet einige Tage nicht) und diploid-triploide Mosaike sind bekannt.
28. Nichtdisjunktion von Chromosomen und ihre genetischen Folgen (am Beispiel von Drosophila und Mensch).
Wie Morgan gezeigt hat, werden die Töchter rotäugig und die Söhne weißäugig, wenn weißäugige Drosophila-Weibchen mit rotäugigen Männchen gekreuzt werden. Es gibt jedoch seltene Ausnahmen von dieser Regel. Etwa eine von 2.000 Fliegen in F 1 aus einer solchen Kreuzung hat eine entgegengesetzte Augenfarbe: weiß bei Weibchen und rot bei Männchen. Bridges schlug vor, dass das Auftreten seltener Fliegen mit der Nichtdisjunktion der X-Chromosomen möglich ist; mit anderen Worten, in Fällen, in denen die X-Chromosomen in der Meiose nicht zu verschiedenen Polen auseinanderlaufen, sondern zusammen zu einem der Pole geschickt werden, was zur Bildung von Eiern mit zwei X-Chromosomen und Eiern ohne X-Chromosomen führt.
Wenn eine Weißaugenfliege ein Ei mit zwei X-Chromosomen produziert und dieses Ei von einem Spermium befruchtet wird, das ein Y-Chromosom enthält, enthalten beide X-Chromosomen das Gen für weiße Augen. Bridges schlug vor, dass sich weißäugige Weibchen in den Nachkommen aus der Kreuzung zwischen rotäugigen Männchen und weißäugigen Weibchen aus solchen Zygoten entwickeln. Wenn eine Eizelle, die kein einziges X-Chromosom enthält, mit dem Sperma eines rotäugigen Mannes befruchtet wird, der das X-Chromosom trägt, dann ist die Zygote ein X-Chromosom, das das Rote-Augen-Gen trägt, und es gibt überhaupt kein Y-Chromosom. Bridges schlug vor, dass sich aus solchen Zygoten rotäugige Männchen entwickeln. Mit anderen Worten, die Hypothese von Bridges war, dass weißäugige Frauen, die mit einer Häufigkeit von 1:2000 auftreten, zwei X-Chromosomen von der Mutter (und ein Y-Chromosom vom Vater) erhalten, während die gleichen seltenen rotäugigen Männer nur ein väterliches erhalten X-Chromosom (und daher völlig ohne Y-Chromosom).
Die Hypothese von Bridges war spekulativ, konnte aber experimentell verifiziert werden, indem man die Chromosomensätze von Fliegen untersuchte, die eine Ausnahme von den Chromosomen darstellen allgemeine Regel. Direkte Beobachtungen haben gezeigt, dass die Zellen der "außergewöhnlichen" weißäugigen Weibchen zwei X-Chromosomen und jeweils ein Y-Chromosom enthalten, und die Zellen der "außergewöhnlichen" rotäugigen Männchen haben ein X-Chromosom, während sie kein haben Y-Chromosom überhaupt. Somit wurde gezeigt, dass ein bestimmtes Gen zweifelsfrei auf einem bestimmten Chromosom lokalisiert ist.
Drosophila-Männchen, denen das Y-Chromosom fehlt, sind äußerlich normal, aber steril. Frauen mit zwei X-Chromosomen und einem Y-Chromosom sind normal und fruchtbar. Brücken kreuzten solche Weibchen (XXY) mit normalen rotäugigen Männchen (XY). Er fand heraus, dass etwa 4 % der Weibchen bei den Nachkommen solcher Kreuzungen weiße Augen und etwa 4 % der Männchen rote Augen hatten; die restlichen 96 % der Nachkommenschaft waren rotäugige Weibchen und Männchen, die als Folge der Nichtdisjunktion der X-Chromosomen bei der Meiose bei Weibchen wieder auftauchten. Er nannte diese Nichtdisjunktion sekundär, weil sie bei den Nachkommen von Frauen auftritt, die aus der primären Nichtdisjunktion von X-Chromosomen resultieren (und daher zwei X-Chromosomen und ein Y-Chromosom haben). Sekundäre Nicht-Divergenz tritt bei einer Frequenz von etwa 1:25 auf, und primäre Nicht-Disjunktion tritt bei 1:2000 auf.
Non-Disjunction kann auf eine physikalische Kopplung der X-Chromosomen zurückzuführen sein, in diesem Fall tritt Non-Disjunction in 100 % der Fälle auf.
Beim Menschen verursacht das Phänomen der Nichtdisjunktion von Chromosomen das Auftreten verschiedene Formen Aneuploidie. Aneuploidie (griechisch an + eu + ploos + eidos - negatives Präfix + vollständig + mehrere + Arten) ist eine erbliche Veränderung, bei der die Anzahl der Chromosomen in Zellen kein Vielfaches des Hauptsatzes ist. Es kann zum Beispiel in Gegenwart eines zusätzlichen Chromosoms (n + 1, 2n + 1 usw.) oder in Abwesenheit eines Chromosoms (n - 1, 2n - 1 usw.) exprimiert werden. Aneuploidie kann auftreten, wenn sich in Anaphase I der Meiose die homologen Chromosomen eines oder mehrerer Paare nicht auflösen. In diesem Fall werden beide Mitglieder des Paares zum selben Pol der Zelle geschickt, und dann führt die Meiose zur Bildung von Gameten, die ein oder mehrere Chromosomen mehr oder weniger als normal enthalten. Dieses Phänomen ist als Nichtdisjunktion bekannt. Wenn ein Gamet mit einem fehlenden oder zusätzlichen Chromosom mit einem normalen haploiden Gameten fusioniert, entsteht eine Zygote mit einer ungeraden Anzahl von Chromosomen: Anstelle von zwei Homologen in einer solchen Zygote können drei oder nur eines vorhanden sein. Eine Zygote, in der die Anzahl der Autosomen geringer ist als die normale diploide, entwickelt sich normalerweise nicht, aber Zygoten mit zusätzlichen Chromosomen können sich manchmal entwickeln. Aus solchen Zygoten entwickeln sich jedoch in den meisten Fällen Individuen mit ausgeprägten Anomalien.
Formen: Monosomie ist das Vorhandensein von nur einem von einem Paar homologer Chromosomen. Ein Beispiel für Monosomie beim Menschen ist das Turner-Syndrom, das in Anwesenheit von nur einem Geschlechts-(X)-Chromosom exprimiert wird. Der Genotyp einer solchen Person ist X0, das Geschlecht ist weiblich. Solchen Frauen fehlen die üblichen sekundären Geschlechtsmerkmale, sie zeichnen sich durch Kleinwuchs und enge Brustwarzen aus. Vorkommen in der Bevölkerung Westeuropa beträgt 0,03 %.
Trisomie ist das Vorhandensein von drei homologen Chromosomen anstelle eines normalen Paares.
Die häufigste beim Menschen ist die Trisomie 16 (mehr als ein Prozent der Schwangerschaften). Die Folge dieser Trisomie ist jedoch eine spontane Fehlgeburt im ersten Trimester.
Bei Neugeborenen ist die Trisomie auf dem 21. Chromosom oder Down-Syndrom am häufigsten (2n + 1 = 47). Diese Anomalie, benannt nach dem Arzt, der sie 1866 erstmals beschrieb, wird durch eine Nichtdisjunktion von Chromosom 21 verursacht. Zu ihren Symptomen gehört eine Verzögerung geistige Entwicklung, verminderte Krankheitsresistenz, angeborene Herzanomalien, ein kurzer, stämmiger Oberkörper und ein dicker Hals sowie charakteristische Hautfalten über den inneren Augenwinkeln, die eine Ähnlichkeit mit Vertretern der mongolischen Rasse schaffen.
Andere Fälle von autosomer Nichtdisjunktion:
Trisomie 18 (Edwards-Syndrom)
Trisomie 13 (Patau-Syndrom)
Trisomie 16 Fehlgeburt
Trisomie 9
Trisomie 8 (Varkani-Syndrom)
Das Down-Syndrom und ähnliche Chromosomenanomalien treten häufiger bei Kindern älterer Frauen auf. Der genaue Grund dafür ist unbekannt, scheint aber mit dem Alter der Eier der Mutter zusammenzuhängen.
Fälle von Nichtdisjunktion von Geschlechtschromosomen:
XXX (Frauen sind äußerlich normal, fruchtbar, manchmal markiert mentale Behinderung, Lernschwierigkeiten, Alalia; Manifestationshäufigkeit 0,1 %)
XXY, Klinefelter-Syndrom (Männer mit einigen sekundären weiblichen Geschlechtsmerkmalen; unfruchtbar; Hoden schlecht entwickelt, wenig Gesichtsbehaarung, manchmal entwickeln sich Milchdrüsen; normalerweise niedriges Niveau geistige Entwicklung)
XYY (große Männer mit unterschiedlicher geistiger Entwicklung;)
Tetrasomie (4 homologe Chromosomen statt einem Paar im diploiden Satz) und Pentasomie (5 statt 2) sind äußerst selten. Beispiele für Tetrasomie und Pentasomie beim Menschen sind die Karyotypen XXXX, XXYY, XXXY, XYYY, XXXXX, XXXXY, XXXYY, XYYYY und XXYYY.
29. Penetranz - der Anteil der Personen (in %), bei denen sich das betrachtete Zeichen unter allen Personen eines bestimmten Genotyps manifestierte.
Ausdrucksstärke ist der Grad der Ausprägung des betrachteten Merkmals im Verhältnis zu seiner maximalen Ausprägung bei allen Individuen eines bestimmten Genotyps.
Betrachtet man die Wirkung eines Gens, seiner Allele, ist es notwendig, nicht nur Geninteraktionen und die Wirkung von modifizierenden Genen zu berücksichtigen, sondern auch die modifizierende Wirkung der Umgebung, in der sich der Organismus entwickelt. Es ist bekannt, dass die Farbe der Blume in Primel rosa ist. (R-) - weiß (rr) wird monohybrid vererbt, wenn sich Pflanzen im Temperaturbereich von 15-25°C entwickeln. Wenn die Pflanzen f2 wachsen bei einer Temperatur von 30-35 ° C, dann werden alle ihre Blüten weiß. Schließlich können beim Züchten von F 2 -Pflanzen bei Temperaturen im Bereich um 30°C verschiedene Verhältnisse erhalten werden ZR-:1rr bis zu 100 % Pflanzen mit weißen Blüten. So ein unterschiedliches Klassenverhältnis beim Splitten, je nach Bedingungen Außenumgebung oder von den Bedingungen der genotypischen Umgebung (wie S. S. Chetverikov die Variation des Genotyps durch modifizierende Gene nannte) wird das Variieren genannt Durchdringung. Dieses Konzept impliziert die Möglichkeit der Manifestation oder Nicht-Manifestation eines Merkmals in Organismen, die in Bezug auf die untersuchten genotypischen Faktoren identisch sind.
Die Penetranz wird durch den Anteil der Personen ausgedrückt, die das untersuchte Merkmal unter allen Personen desselben Genotyps für das kontrollierte (untersuchte) Gen aufweisen.
Die Schwere des Merkmals kann auch von der äußeren Umgebung und den Modifikatorgenen abhängen. Zum Beispiel Drosophila, homozygot für das Allel vgvg(rudimentäre Flügel), zeigt dieses Merkmal mit abnehmender Temperatur mehr Kontrast. Ein weiteres Zeichen von Drosophila ist das Fehlen von Augen. (Auge) variiert von 0 bis 50 % der Facettenzahl, die für Wildtyp-Fliegen charakteristisch ist.
Der Grad der Manifestation eines variablen Merkmals wird als Expressivität bezeichnet. Die Expressivität wird üblicherweise als Funktion der Abweichung des Merkmals vom Wildtyp quantifiziert.
Beide Konzepte – Penetranz und Expressivität – wurden 1925 von N. V. Timofeev-Resovsky eingeführt, um die unterschiedliche Manifestation von Genen zu beschreiben.
Die Tatsache, dass ein Merkmal bei Individuen eines bestimmten Genotyps in Abhängigkeit von den Bedingungen auftreten kann oder nicht verschiedene Bedingungen Umwelt, davon überzeugt, dass der Phänotyp das Ergebnis der Aktion (und Interaktion) von Genen unter den spezifischen Bedingungen der Existenz des Organismus ist.
Die Reaktionsgeschwindigkeit ist die Fähigkeit, auf unterschiedliche Entwicklungsbedingungen zu reagieren. Sowohl bei Experimenten als auch bei der Züchtung neuer Wirtschaftsformen muss die Reaktionsgeschwindigkeit des Genotyps berücksichtigt werden. wertvolle Organismen. Das Fehlen von Änderungen in der Manifestation des Merkmals zeigt an, dass der verwendete Einfluss die gegebene Reaktionsnorm nicht beeinflusst, und der Tod des Organismus zeigt an, dass er sich bereits außerhalb der Reaktionsnorm befindet. Die Auswahl von hochproduktiven Formen von Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen ist größtenteils eine Auswahl von Organismen mit einer engen und spezialisierten Reaktionsgeschwindigkeit auf solche äußere Einflüsse wie Düngemittel, reichliche Fütterung, Art des Anbaus usw.
Der Genotyp ist also ein System interagierender Gene, die sich phänotypisch in Abhängigkeit von den Bedingungen der genotypischen Umgebung und den Existenzbedingungen manifestieren. Nur durch Anwendung der Prinzipien der Mendelschen Analyse kann man dies bedingt zerlegen Komplexes System in elementare Merkmale – Phene – zu zerlegen und dadurch getrennte, diskrete Einheiten des Genotyps – Gene – zu identifizieren.
Polyploidie , eine Zunahme der Anzahl von Chromosomensätzen in den Körperzellen, ein Vielfaches der haploiden (einfachen) Anzahl von Chromosomen; Art der genomischen Mutation. Geschlechtszellen der meisten Organismen sind haploid (enthalten einen Chromosomensatz - n), somatisch - diploid (2n). Als Chromosomen bezeichnet man Organismen, deren Zellen mehr als zwei Chromosomensätze enthalten Polyploide:
- drei Sätze - triploid (3n),
- vier - tetraploid (4n) usw.
Am häufigsten sind Organismen mit einem Vielfachen von zwei Chromosomensätzen - Tetraploide, Hexaploide (6 n) usw. Polyploide mit einer ungeraden Anzahl von Chromosomensätzen (Triploide, Pentaploide usw.) produzieren normalerweise keine Nachkommen (steril), weil die von ihnen gebildeten Geschlechtszellen einen unvollständigen Chromosomensatz enthalten - kein Vielfaches des haploiden.
Polyploidie kann auftreten, wenn Nichtdisjunktion von Chromosomen in der Meiose. In diesem Fall Geschlechtszelle erhält einen vollständigen (nicht reduzierten) Chromosomensatz Körperzelle(2n). Wenn ein solcher Gamete mit einem normalen (n) fusioniert, wird eine triploide Zygote (3n) gebildet, aus der sich ein triploides entwickelt. Wenn beide Gameten einen diploiden Satz tragen, entsteht ein tetraploides. Polyploide Zellen im Körper auftreten können unvollständige Mitose: Nach der Chromosomenverdopplung findet möglicherweise keine Zellteilung statt, und es erscheinen zwei Chromosomensätze darin. In Pflanzen können aus tetraploiden Zellen tetraploide Sprosse entstehen, deren Blüten diploide statt haploide Gameten produzieren. Die Selbstbestäubung kann zu einem Tetraploiden führen, während die Bestäubung mit einem normalen Gameten zu einem Triploid führen kann. Bei der vegetativen Vermehrung von Pflanzen bleibt die Ploidie des ursprünglichen Organs oder Gewebes erhalten.
Polyploidie ist in der Natur weit verbreitet, aber unter verschiedene Gruppen Organismen sind ungleichmäßig vertreten. Sehr wichtig diese Art von Mutationen hatte in der Evolution wilder und kultivierter Blütenpflanzen, unter denen etwa 47 % der Arten polyploid sind. Hochgradig Ploidie ist charakteristisch für die einfachsten - die Anzahl der Chromosomensätze in ihnen kann hundertmal zunehmen. Unter vielzelligen Tieren ist Polyploidie selten und charakteristischer für Arten, die den normalen Sexualprozess verloren haben - Hermaphroditen wie Regenwürmer und Arten, bei denen sich Eier ohne Befruchtung entwickeln (Parthenogenese), wie einige Insekten, Fische, Salamander.
Einer der Gründe, warum Polyploidie bei Tieren viel seltener ist als bei Pflanzen, ist, dass Pflanzen sich selbst bestäuben können und die meisten Tiere sich durch Kreuzbefruchtung vermehren, und daher benötigt die resultierende polyploide Mutante ein Paar – die gleiche Mutante – polyploid von das andere Geschlecht. Die Wahrscheinlichkeit eines solchen Treffens ist äußerst gering. Sehr oft haben Tiere polyploide Zellen einzelner Gewebe (z. B. bei Säugetieren - Leberzellen).
Polyploide Pflanzen sind oft lebensfähiger und fruchtbarer als normale Diploide. Ihre größere Kälteresistenz wird durch die Zunahme der Zahl polyploider Arten in hohen Breiten und im Hochgebirge belegt.
Da polyploide Formen oft wertvoll sind wirtschaftliche Zeichen wird im Pflanzenbau zur Gewinnung des ursprünglichen Zuchtmaterials eine künstliche Polyploidisierung eingesetzt. Verwenden Sie dazu spezielle Mutagene(Alkaloid Colchicin), die die Divergenz der Chromosomen bei Mitose und Meiose verletzen. Ergiebige Polyploide von Roggen, Buchweizen, Zuckerrüben und anderen wurden erhalten. kultivierte Pflanzen; sterile Triploide aus Wassermelone, Weintrauben und Bananen sind aufgrund kernloser Früchte beliebt.
Der Einsatz von Fernhybridisierung in Kombination mit künstlicher Polyploidisierung ermöglichte heimischen Wissenschaftlern im 1. Halbjahr. 20. Jahrhundert zum ersten Mal fruchtbare polyploide Hybriden von Pflanzen (G.D. Karpechenko, Hybrid-Tetraploid aus Rettich und Kohl) und Tieren (B.L. Astaurov, Hybrid-Tetraploid aus Seidenraupe).
Polyploidie
Eine Zunahme der Anzahl von Chromosomensätzen in den Körperzellen, ein Vielfaches der haploiden (einzelnen) Anzahl von Chromosomen; Art der genomischen Mutation. Geschlechtszellen der meisten Organismen sind haploid (enthalten einen Chromosomensatz - n), somatisch - diploid (2n). Organismen, deren Zellen mehr als zwei Chromosomensätze enthalten, werden als Polyploide bezeichnet: Drei Sätze sind triploid (3n), vier sind tetraploid (4n) usw. Die häufigsten Organismen mit einem Vielfachen von zwei Chromosomensätzen sind Tetraploide, Hexaploide (6 n) usw. Polyploide mit einer ungeraden Anzahl von Chromosomensätzen (Triploide, Pentaploide usw.) bringen normalerweise keine Nachkommen (steril) hervor, da die von ihnen gebildeten Keimzellen einen unvollständigen Chromosomensatz enthalten - kein Vielfaches des haploiden. Polyploidie tritt auf, wenn sich Chromosomen während der Meiose nicht trennen. In diesem Fall erhält die Keimzelle einen vollständigen (nicht reduzierten) Chromosomensatz somatischer Zellen (2n). Wenn ein solcher Gamete mit einem normalen (n) fusioniert, wird eine triploide Zygote (3n) gebildet, aus der sich ein triploides entwickelt. Wenn beide Gameten einen diploiden Satz tragen, entsteht ein tetraploides. Polyploide Zellen können im Körper während unvollständiger Mitose entstehen: Nach der Chromosomenverdopplung findet möglicherweise keine Zellteilung statt und es erscheinen zwei Chromosomensätze darin. In Pflanzen können aus tetraploiden Zellen tetraploide Sprosse entstehen, deren Blüten diploide statt haploide Gameten produzieren. Bei Selbstbestäubung kann ein Tetraploid entstehen, bei Bestäubung mit einem normalen Gameten ein Triploid. Bei der vegetativen Vermehrung von Pflanzen bleibt die Ploidie des ursprünglichen Organs oder Gewebes erhalten. Polyploidie ist in der Natur weit verbreitet, aber unter verschiedenen Gruppen von Organismen ist sie ungleichmäßig vertreten. Diese Art von Mutation war von großer Bedeutung für die Evolution wilder und kultivierter Blütenpflanzen, darunter ca. 47 % der Arten sind polyploid. Ein hohes Maß an Ploidie ist charakteristisch für die einfachsten - die Anzahl der Chromosomensätze in ihnen kann hundertfach zunehmen. Bei vielzelligen Tieren ist Polyploidie selten und charakteristischer für Arten, die den normalen Sexualprozess verloren haben - z. B. Hermaphroditen (siehe Hermaphroditismus). Regenwürmer und Arten, bei denen sich Eier ohne Befruchtung entwickeln (siehe Parthenogenese), zum Beispiel. einige Insekten, Fische, Salamander. Einer der Gründe, warum Polyploidie bei Tieren viel seltener ist als bei Pflanzen, ist, dass Pflanzen sich selbst bestäuben können und die meisten Tiere sich durch Kreuzbefruchtung vermehren, und daher benötigt die resultierende polyploide Mutante ein Paar – die gleiche Mutante – polyploid von das andere Geschlecht. Die Wahrscheinlichkeit eines solchen Treffens ist äußerst gering. Sehr oft haben Tiere polyploide Zellen einzelner Gewebe (z. B. bei Säugetieren - Leberzellen). Polyploide Pflanzen sind oft lebensfähiger und fruchtbarer als normale Diploide. Ihre größere Kälteresistenz wird durch die Zunahme der Zahl polyploider Arten in hohen Breiten und im Hochgebirge belegt. Da polyploide Formen oft wertvolle wirtschaftliche Eigenschaften aufweisen, wird im Pflanzenbau zur Gewinnung von erstem Zuchtmaterial eine künstliche Polyploidisierung eingesetzt. Dazu werden spezielle Mutagene verwendet (zum Beispiel das Alkaloid Colchicin), die die Divergenz der Chromosomen bei Mitose und Meiose verletzen. Ergiebige Polyploide von Roggen, Buchweizen, Zuckerrüben und anderen Kulturpflanzen wurden erhalten; sterile Triploide aus Wassermelone, Weintrauben und Bananen sind aufgrund kernloser Früchte beliebt. Der Einsatz von Fernhybridisierung in Kombination mit künstlicher Polyploidisierung ermöglichte heimischen Wissenschaftlern im 1. Halbjahr. 20. Jahrhundert zum ersten Mal fruchtbare polyploide Hybriden von Pflanzen (G.D. Karpechenko, Hybrid-Tetraploid aus Rettich und Kohl) und Tieren (B.L. Astaurov, Hybrid-Tetraploid aus Seidenraupe). Siehe auch haploid. Genom. diploid. Karyotyp.
Enzyklopädie Biologie. 2012
Siehe auch Interpretationen, Synonyme, Bedeutungen des Wortes und was POLYPLOIDIE auf Russisch in Wörterbüchern, Enzyklopädien und Nachschlagewerken ist:
- Polyploidie in medizinischer Hinsicht:
(griech. polyploos multiple + eidos view) mehrfache Erhöhung der Anzahl der Chromosomensätze in den Körperzellen; bei Tieren gefunden... - Polyploidie im großen enzyklopädischen Wörterbuch:
(aus dem Griechischen polyploos - multiple und eidos - view) eine erbliche Veränderung, die in einer mehrfachen Zunahme der Anzahl von Chromosomensätzen in Zellen besteht ... - Polyploidie im großen Sowjetische Enzyklopädie, TSB:
(aus dem Griechischen polyploos - multipath, hier - multiple und eidos - Spezies), eine mehrfache Erhöhung der Chromosomenzahl in Pflanzenzellen oder ... - Polyploidie im modernen enzyklopädischen Wörterbuch:
- Polyploidie
(aus dem Griechischen polyploos - multiple und eidos - view), eine erbliche Veränderung, die in einer mehrfachen Zunahme der Anzahl von Chromosomensätzen in Zellen besteht ... - Polyploidie im enzyklopädischen Wörterbuch:
und pl. nein, f., biol., bot. Erhöhung der Anzahl von Chromosomensätzen in Zellkernen. | Das Phänomen der Polyploidie wird im Pflanzenbau für ... - Polyploidie im Großen Russischen Enzyklopädischen Wörterbuch:
POLYPLOIDIA (von griechisch polyploos - multiple und eidos - Ansicht), Vererbung. eine Veränderung, die in einer mehrfachen Erhöhung der Anzahl der Chromosomensätze in ... - Polyploidie im voll akzentuierten Paradigma nach Zaliznyak:
polyploi diy, polyploi diy, polyploi diy, polyploi diy, polyploi diy, polyploi diyam, polyploi diy, polyploi diy, polyploi diy, polyploi diy, polyploi diy, polyploi diy, ... - Polyploidie im neuen Fremdwörterbuch:
(gr. polyp loos multipath, hier multiple + eidos-Arten) eine Zunahme der Anzahl von Chromosomensätzen in Zellkernen. Es gibt polyploide Organismen... - Polyploidie im Fremdwörterbuch:
[GR. polyp loos multipath, hier multiple + eidos-Arten] Erhöhung der Anzahl von Chromosomensätzen in Zellkernen. Es gibt polyploide Organismen mit ... - Polyploidie im Wörterbuch der Synonyme der russischen Sprache.
- Polyploidie im Wörterbuch der russischen Sprache Lopatin:
Polyploidie... - Polyploidie im vollständigen Rechtschreibwörterbuch der russischen Sprache:
Polyploidie... - Polyploidie im Rechtschreibwörterbuch:
Polyploidie... - Polyploidie in Moderne erklärendes Wörterbuch, TSB:
(aus dem Griechischen polyploos - multiple und eidos - view), eine erbliche Veränderung, die in einer mehrfachen Zunahme der Anzahl von Chromosomensätzen in Zellen besteht ... - POLYPLOIDIE INTRANUKLEAR in medizinischer Hinsicht:
siehe Endoreduplikation... - EVOLUTIONÄRE LEHRE in der Enzyklopädie der Biologie:
(Evolutionstheorie), die Wissenschaft von den Prinzipien, Triebkräften, Mechanismen und allgemeinen Mustern der Evolution; theoretischer Hintergrund Biologie. Ideen über die Variabilität der umgebenden Welt ... - AUSWAHL in der Enzyklopädie der Biologie:
, die Entwicklung wissenschaftlich fundierter Methoden zur Züchtung und Verbesserung von Kulturpflanzensorten und Haustierrassen sowie die Anwendung dieser Methoden ... - MUTATIONEN in der Enzyklopädie der Biologie:
, plötzliche erbliche Veränderungen im Erbgut, Veränderung bewirken alle Anzeichen und Eigenschaften des Organismus. Mutationen können natürlich, spontan, d.h. ... - SPEZIATION in der Enzyklopädie der Biologie:
, der Prozess der Entstehung neuer biologischer Arten und deren Veränderung im Laufe der Zeit. Die Grundlage der Speziation ist die erbliche Variabilität von Organismen, der treibende Faktor ...
Ein Polyploid ist ein Organismus, der von einer oder zwei Elternformen durch Verdoppelung der Chromosomenzahl abstammt. Das Phänomen der Erhöhung der Anzahl der Chromosomen genannt. Polyploidie. Diese Verdopplung kann spontan oder künstlich herbeigeführt werden. Das Phänomen der Polyploidie wurde erstmals 1890 von I. I. Gerasimov entdeckt.
POLYPLOIDIE ist eine Zunahme der Anzahl von Chromosomensätzen in den Körperzellen, ein Vielfaches der haploiden (einzelnen) Anzahl von Chromosomen; Art der Genomik Mutationen. Geschlechtszellen der meisten Organismen sind haploid (enthalten einen Chromosomensatz - n), somatisch - diploid (2n).
Organismen, deren Zellen mehr als zwei Chromosomensätze enthalten, werden als Polyploide bezeichnet: Drei Sätze sind triploid (3n), vier sind tetraploid (4n) usw. Die häufigsten Organismen mit einem Vielfachen von zwei Chromosomensätzen sind Tetraploide, Hexaploide (6 n) usw. Polyploide mit einer ungeraden Anzahl von Chromosomensätzen (Triploide, Pentaploide usw.) bringen normalerweise keine Nachkommen (steril) hervor, da die von ihnen gebildeten Keimzellen einen unvollständigen Chromosomensatz enthalten - kein Vielfaches des haploiden.
Polyploidie tritt auf, wenn sich Chromosomen nicht trennen Meiose. In diesem Fall erhält die Keimzelle einen vollständigen (nicht reduzierten) Chromosomensatz somatischer Zellen (2n). Wenn ein solcher Gamete mit einem normalen (n) fusioniert, wird eine triploide Zygote (3n) gebildet, aus der sich ein triploides entwickelt. Wenn beide Gameten einen diploiden Satz tragen, entsteht ein tetraploides.
Polyploide Zellen können im Körper unvollständig entstehen Mitose: Nach der Chromosomenverdopplung findet möglicherweise keine Zellteilung statt, und es erscheinen zwei Chromosomensätze darin. In Pflanzen können aus tetraploiden Zellen tetraploide Sprosse entstehen, deren Blüten diploide statt haploide Gameten produzieren. Die Selbstbestäubung kann zu einem Tetraploiden führen, während die Bestäubung mit einem normalen Gameten zu einem Triploid führen kann. Bei der vegetativen Vermehrung von Pflanzen bleibt die Ploidie des ursprünglichen Organs oder Gewebes erhalten.
Polyploidie ist in der Natur weit verbreitet, aber unter verschiedenen Gruppen von Organismen ist sie ungleichmäßig vertreten. Diese Art von Mutation war von großer Bedeutung für die Evolution wilder und kultivierter Blütenpflanzen, darunter ca. 47 % der Arten sind polyploid. Ein hohes Maß an Ploidie ist inhärent das einfachste- Die Anzahl der Chromosomensätze in ihnen kann sich um das Hundertfache erhöhen. Bei vielzelligen Tieren ist Polyploidie selten und eher charakteristisch für Arten, die den normalen Sexualprozess verloren haben - Hermaphroditen (siehe. Hermaphroditismus), z.B. Regenwürmer und Arten, bei denen sich Eier ohne Befruchtung entwickeln (vgl. Parthenogenese), z.B. einige Insekten, Fische, Salamander. Einer der Gründe, warum Polyploidie bei Tieren viel seltener ist als bei Pflanzen, ist, dass Pflanzen sich selbst bestäuben können und die meisten Tiere sich durch Kreuzbefruchtung vermehren, und daher benötigt die resultierende polyploide Mutante ein Paar – die gleiche Mutante – polyploid von das andere Geschlecht. Die Wahrscheinlichkeit eines solchen Treffens ist äußerst gering. Sehr oft haben Tiere polyploide Zellen einzelner Gewebe (z. B. bei Säugetieren - Leberzellen).
Polyploide Pflanzen sind oft lebensfähiger und fruchtbarer als normale Diploide. Ihre größere Kälteresistenz wird durch die Zunahme der Zahl polyploider Arten in hohen Breiten und im Hochgebirge belegt.
Da polyploide Formen oft wertvolle wirtschaftliche Eigenschaften aufweisen, wird im Pflanzenbau zur Gewinnung von erstem Zuchtmaterial eine künstliche Polyploidisierung eingesetzt. Zu diesem Zweck speziell Mutagene(z. B. Alkaloid Colchicin), die die Divergenz der Chromosomen bei Mitose und Meiose verletzen. Ergiebige Polyploide von Roggen, Buchweizen, Zuckerrüben und anderen Kulturpflanzen wurden erhalten; sterile Triploide aus Wassermelone, Weintrauben und Bananen sind aufgrund kernloser Früchte beliebt.
Anwendung der Fernbedienung Hybridisierung in Kombination mit künstlicher Polyploidisierung ermöglichten heimischen Wissenschaftlern im 1. Halbjahr. 20. Jahrhundert zum ersten Mal fruchtbare polyploide Hybriden von Pflanzen (G.D. Karpechenko, Hybrid-Tetraploid aus Rettich und Kohl) und Tieren (B.L. Astaurov, Hybrid-Tetraploid aus Seidenraupe).
(Polyploide Serie)
Unterscheiden:
-Autopolyploidie(eine mehrfache Erhöhung der Anzahl der Chromosomensätze einer Art), was in der Regel für Arten mit vegetativer Fortpflanzungsmethode charakteristisch ist (Autopolyploide sind aufgrund einer Verletzung der Konjugation homologer Chromosomen in steril Meiose-Prozess),
-Allopolyploidie Summierung der Anzahl der Chromosomen verschiedener Arten im Körper), beim Schneiden verdoppelt sich die Anzahl der Chromosomen in einem unfruchtbaren diploiden Hybriden normalerweise und wird dadurch fruchtbar.
- Endopolyploede - eine einfache Erhöhung der Chromosomenzahl in einer Zelle oder in den Zellen eines ganzen Gewebes (Tapetum).
Wie aus dem Diagramm ersichtlich, kommt es zu einer mitotischen Polyploidisierung durch Verdoppelung der Chromosomenzahl in einer somatischen Zelle ohne anschließende Ausbildung einer Zellscheidewand. Bei der zygotischen Polyploidisierung verläuft die Bildung von Zygoten normal, aber die erste Teilung nach Art der Mitose geht nicht mit ihrer Teilung in zwei Zellen einher. Als Ergebnis haben die Zellen des resultierenden Embryos einen doppelten Chromosomensatz (4x). Und schließlich findet die meiotische Polyploidisierung ohne Verringerung der Chromosomenzahl in generativen Zellen (Ei, Sperma) statt.
Spontane Polyploidisierung- ein sehr seltenes Ereignis. In Studien wurden am häufigsten Hitzeschock und Lachgas verwendet, um Polyploide zu erhalten. Wirkliche Fortschritte in der Erforschung der Polyploidie wurden jedoch nach der Entdeckung von Blaxley et al. im Jahr 1937 erzielt. Colchocin-Alkaloid(C 22 H 26 O 6), gewonnen aus Colchicum. Seitdem wurde es erfolgreich zur Herstellung von Polyploiden in Hunderten von Pflanzenarten eingesetzt. Colchicin wirkt auf die Teilungsspindel in der Zelle, verhindert die Divergenz der Chromosomen zu den Polen im Anaphasestadium und trägt so zur Verdopplung ihrer Anzahl im Zellkern bei: siehe Abb.
Die apikalen Meristeme werden Colchicin ausgesetzt, wodurch recht fruchtbare Pflanzenformen mit doppelter Chromosomenzahl erhalten werden können.
Polyploidie ist wichtig für die Evolution von Kultur- und Wildpflanzen (es wird angenommen, dass etwa ein Drittel aller Pflanzenarten durch P. entstanden sind) sowie bestimmter Tiergruppen (überwiegend parthenogenetisch). Polyploide zeichnen sich oft durch große Größe aus, hoher Inhalt eine Reihe von Substanzen, die gegen äußere Einflüsse resistent sind. Umgebung usw. Haushalt nützliche Zeichen. Sie repräsentieren wichtige Quelle Variabilität und m. als Ausgangsmaterial für die Züchtung verwendet (auf der Basis von P. wurden ertragreiche Sorten von landwirtschaftlichen Pflanzen geschaffen, die gegen Krankheiten resistent sind). Im weitesten Sinne wird unter dem Begriff "P." sowohl multiple (Euploidie) als auch nicht-multiple (Aneuploidie) Veränderungen der Chromosomenzahl in den Körperzellen verstehen.
· Autopolyploidie- eine erbliche Veränderung, eine mehrfache Erhöhung der Anzahl von Chromosomensätzen in den Zellen eines Organismus derselben biologischen Art. Auf Basis künstlicher Autopolyploidie wurden neue Formen und Sorten von Roggen, Buchweizen, Zuckerrüben und anderen Pflanzen synthetisiert.
Autopolyploid Ein Organismus, der durch spontane oder induzierte direkte Erhöhung der Chromosomenzahl um den Faktor zwei entstanden ist. Eine Erhöhung der Chromzahl in der Klasse der Autopolyploiden führt zu einer Vergrößerung des Kerns und der Zellen. im Allgemeinen. Dies führt zu einer Vergrößerung der Spaltöffnungen, Haare, Gefäße, Blüten, Blätter, Pollenkörner usw. Die Zunahme der Chromzahl ist mit der Vergrößerung der gesamten Pflanze als Ganzes und ihrer einzelnen Organe verbunden.
zu den physiologischen Eigenschaften Zu den Autopolyploiden gehören:
langsamer Zellteilung
Verlängerung der Wachstumsphase
Niedrig osmotischer Druck
Verringerte Resistenz gegen abiotische Umweltfaktoren etc.
Autopolyploide sind in der Regel durch eine verminderte Fruchtbarkeit gekennzeichnet (dies liegt an den Besonderheiten der Meiose).
Die Vererbung von Merkmalen bei Autopolyploiden und Diploiden ist ebenfalls unterschiedlich, da im Genom der ersteren jedes Gen in vier Dosen vorhanden ist. So bildet beispielsweise ein heterozygotes tetraploides AAaa mit vollständiger Dominanz folgende Gameten: 1AA + 4Aa + 1aa. Das Verhältnis (Anzahl) der Gameten eines bestimmten Typs hängt von der Wahrscheinlichkeit der Konjugation von Chrom-m-tragenden Genen A und a ab:
Diese fünf Genotypen werden benannt:
- Quadriplex (AAAA)
- Triplex (АААа)
- Duplex (AAaa)
- Simplex (ahhh)
- Nullplex (aaaa)
Je nach Dosis der dominanten Allele. Im Allgemeinen wird das Verhältnis 35:1 betragen, im Gegensatz zur Mendelschen Aufspaltung monohybrides Kreuz bei Diploiden gleich 3:1.
BEI wilde Natur Wie auch in der Kultur werden Autopolyploide von Diploiden durch eine Barriere der Nichtkreuzung isoliert, die normalerweise durch das Fehlen einer normalen Keimung von Pollenschläuchen auf dem Stigma der Stempel, eine beeinträchtigte Entwicklung des Embryos und des Endosperms bestimmt wird.
Vergrößern von Pflanzen, Blüten, Samen usw. führten zur Verwendung von Autopolyploiden im Zierpflanzenbau (Chrysanthemensorten, Astern usw.) und zur Auswahl von Feldgetreide und Futterpflanzen.
· Allopolyploidie- eine mehrfache Erhöhung der Chromosomenzahl in Hybridorganismen. Tritt während der interspezifischen und intergenerischen Hybridisierung auf.
Alloploid ist ein Organismus, der aus der Kombination von Chromosomensätzen verschiedener Arten entsteht.
Eine der ersten solchen Hybriden wurde von G.D. Karpechenko beim Kreuzen von Rettich mit Kohl. Beide Arten haben eine diploide Chromzahl = 18 und gehören unterschiedlichen Gattungen an. Normalerweise sind die resultierenden Pflanzen steril, aber in diesem Fall verbinden sich die Gameten mit nicht reduzierter Chromzahl spontan, was zu einer fruchtbaren Pflanze mit 2n = 36 (18 + 18) führt. Es wurde der seltene Kohlhybride genannt.Mit der Entdeckung von Colchicin stellt die Gewinnung solcher Hybriden kein Problem dar.
ANEUPLOIDIE.
Aneuploid ist ein Organismus mit einer Zunahme oder Abnahme, nicht ein Vielfaches der haploiden Chromzahl. Die häufigsten Arten von Aneuploiden sind:
Nullisomics 2n-2
Monosomie 2n-1
Trisomen 2n+1
Tetrasomen 2n+2
Monosomie, Kat. Ein Chrom fehlt (2n-1) und Nullisomics (2n-2) überleben in den meisten Pflanzen nicht.
Nullisomics werden durch Selbstbestäubung von Monosomen erhalten. Diesen Pflanzen fehlen beide Homologe eines bestimmten Chromosoms.
Monosomen haben eine reduzierte Fruchtbarkeit. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass männliche Gameten (n-1) praktisch nicht überleben und weniger als die Hälfte der Eier überleben.
Trisomen (2n+1) werden durch Kreuzen von Triploiden mit Diploiden erhalten. Gleichzeitig überleben Trisomen auch in Pflanzen mit wenig Chrom, während Monosomen in diesen Pflanzen nicht vollständig lebensfähig sind.
Haploidie.
Haploid - ein Organismus, der in somatischen Zellen einen vollständigen Satz von nicht-homologem Chrom-m (n) für eine bestimmte Art enthält. Durch Aussehen Haploide entsprechen diploiden Pflanzen, sind aber viel kleiner, weil haben kleine Zellen mit kleinen Kernen.
№ 52 FERNBEDIENUNG.
Die Polyploidie-Methode wird von Züchtern häufig verwendet, um neue Pflanzensorten zu schaffen. Die Essenz dieses Prozesses besteht darin, die Anzahl der Chromosomensätze in den Zellen des Körpergewebes zu erhöhen, ein Vielfaches eines einzelnen (haploiden) Chromosomensatzes. Infolgedessen kommt es zu einer Vergrößerung der Zellen selbst und des gesamten Organismus als Ganzes. Dies ist die phänotypische Manifestation der Polyploidie.
Als Polyploide werden Organismen bezeichnet, in deren Zellen mehr als zwei Chromosomensätze vorhanden sind. Triploide enthalten also drei Sätze, Tetraploide vier, Pentaploide fünf und so weiter. Polyploide, die einen ungeraden Chromosomensatz haben, sind steril, da sich ihre Keimzellen mit einem unvollständigen Chromosomensatz, der kein Vielfaches des Haploiden ist, nicht teilen. Sie bringen keine Nachkommen hervor Es ist erwiesen, dass eine Erhöhung der Chromosomenzahl die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen erhöht Pathogene Mikroorganismen und einige andere nachteilige Umweltfaktoren, insbesondere Strahlung. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass, wenn ein oder zwei homologe Chromosomen beschädigt werden, der Rest intakt bleibt. Somit sind polyploide Organismen lebensfähiger als diploide.
Die Entstehung der Polyploidie
Die Ursache des Auftretens ist die Nichtdisjunktion von Chromosomen bei der Meiose. In diesem Fall verfügt die Keimzelle über einen vollständigen Satz somatischer Zellen. Wenn ein solcher Gamet mit einem normalen Gameten verschmilzt, wird eine triploide Zygote erhalten, die zu einem Triploid führt. Unter der Voraussetzung, dass zwei Gameten einen diploiden Satz enthalten, führt ihre Verschmelzung zur Bildung eines Tetraploiden.
Auch polyploide Organismen können mit unvollständiger Mitose auftreten. Wenn sich die Zelle also nach der Verdoppelung nicht teilt, wird ein Tetraploid erhalten. Tetraploide Zygoten sind Vorläufer tetraploider Triebe, und die Blüten bilden diploide statt haploide Gameten. Bei Selbstbestäubung kann ein Tetraploid gebildet werden, und bei normaler Bestäubung durch eine Gamete kann ein Triploid gebildet werden. Vermehrt sich die Pflanze vegetativ, bleibt die ursprüngliche Ploidie erhalten. 
In freier Wildbahn ist Polyploidie weit verbreitet, aber sie ist in verschiedenen Gemeinschaften pflanzlicher und tierischer Organismen ungleichmäßig vertreten. Diese Sorte Mutationen spielen eine wichtige Rolle bei den evolutionären Transformationen von wilden und kultivierten Angiospermen, von denen etwa 50 % der Arten polyploid sind.
Da sich polyploide Pflanzen durch wertvolle wirtschaftliche Eigenschaften auszeichnen, wird im Pflanzenbau zur Gewinnung von Zuchtmaterial eine künstliche Polyploidisierung eingesetzt. Dazu werden in der Züchtung spezielle Mutagene eingesetzt, zum Beispiel Colchicin, das die Chromosomentrennung bei Meiose und Mitose stört.
Etwa 80 % der derzeit existierenden Sorten verschiedener Kulturpflanzenarten sind polyploid. Dazu gehören Gemüse- und Obstkulturen, Getreide, Zitrusfrüchte, technische, Zier- und medizinische Pflanzen. Ein markantes Beispiel für das Ergebnis der Polyploidie ist die triploide Zuckerrübe, die im Gegensatz zur üblichen Rübe einen höheren Ertrag an vegetativer Masse und größere Hackfrüchte in Kombination mit ihrem erhöhten Zuckergehalt und ihrer Widerstandsfähigkeit aufweist verschiedene Krankheiten. Aber triploide Pflanzen bringen keine Nachkommen hervor. Daher können Züchter Hybridsamen nur durch Kreuzung von tetraploiden und diploiden Formen erhalten. Aufgrund der nachgewiesenen Sterilität von triploiden Hybriden wurden kernlose Früchte von Wassermelonen, Trauben und Bananen erhalten, die sehr gefragt sind.
Es gibt solche Arten von Polyploidie: Autopolyploidie und Allopolyploidie. Der erste Typ ist oben beschrieben. Bei der Allopolyploidie kombinierten Wissenschaftler die Methode der künstlichen Polyploidie mit der entfernten Hydridisierung. So wurden fruchtbare Pflanzenhybriden erhalten, zum Beispiel Rettich und Kohl, Weizen und Roggen, Weizen und Weizengras. Diese Hybriden haben einen hohen Ertrag, Kälteresistenz, Schlichtheit und Krankheitsresistenz.
