普通小麦不是普通的六倍体,而叫做异源多倍体。
野生小麦是二倍体,且2n=2x=14,x=7。这里,x代表染色体基数,即每个染色体组的染色体数目。
小麦属中的黑麦也是2n=2x=14,x=7。黑麦的七种染色体与小麦的七种都是不一样的,不能叫做同源染色体。
小麦和黑麦亲缘关系比较近,偶然会有传粉受精成功而结出果实和种子。但是这样的种子萌发长成的植株,是无法进行减数分裂的,因为没有同源染色体,没有办法联会配对。所以就像单倍体一样,是高度不育的。
在长年累月之中,偶然发生的这种个体,又有可能偶然发生了极个别的染色体加倍,就像温度剧变造成自然发生的多倍体那样,产生了2n=4x=28的“小黑麦”,这是可以减数分裂的,因为其中正好有两组原来野生小麦的染色体,还有两组是原来黑麦的染色体,各自可以进行联会配对。结果就会有许多正常生长、繁殖的小黑麦。
这种小黑麦中又有个别的植株和小麦属的另外一种2n=2x=14的物种发生了杂交,产生2n=3x=21的个体(n=x=7的配子加上n=2x=14的配子),大多也是不育的,但其中个别又发生了染色体加倍,形成了2n=6x=42的个体,这些个体虽然都是六倍体,但是包含的是两组原来野生小麦的染色体,两组黑麦的染色体,还有两组是第三种小麦属物种的染色体,所以可以正常地进行联会配对。这就是“普通小麦”,可以大量繁殖。
现在可以理解“异源多倍体”的意思了吗?其实这也是理解“同源染色体”中“同源”两字的关键:来自同一物种,而非来自同一亲本。恰恰相反,同源染色体是来自不同亲本的两条染色体。许多同学,喜欢思考的同学,往往对“同源”两字会有不理解,因为课本中从来不解释。
我们还可以发现,小麦虽然是多倍体,但是根本没有多倍体的“结实率低”这个特征,因为从本质上来说,小麦和二倍体是一样的。例如,用小麦花粉培育出来的单倍体,细胞里面是没有任何同源染色体的,尽管每个细胞里有三组染色体。