【正文】 環(huán)境中首先被激活而轉(zhuǎn)座，從而造成染色體的結(jié)構(gòu)變異。 ?因為培養(yǎng)中細(xì)胞快速分裂，異染色質(zhì)復(fù)制滯后，引起細(xì)胞分裂后期形成染色體橋和染色體斷裂。 ?一些 DNA序列的減少只發(fā)生在愈傷組織形成階段，再生植株過程中又恢復(fù)到正常狀態(tài)，目前還不清楚這種變化的生物學(xué)意義。以后在大麥、小麥以及水稻的培養(yǎng)再生植株中均檢測到 rDNA的減少。 ?現(xiàn)有資料顯示， DNA序列丟失多發(fā)生在 rDNA及其它們的間隔序列，某些重復(fù)序列 DNA區(qū)域也易發(fā)生丟失。 ?Peter等的研究顯示，在煙草抗草甘磷的突變體中，至少有 2個與 EPSPs合成相關(guān)的基因發(fā)生了選擇性擴(kuò)增，而且這些突變體在沒有草甘磷選擇壓力存在的情況下仍富含 EPSPs mRNA。草甘磷能抑制 3烯醇丙酮酸莽草酸鹽 5磷酸合成酶（ EPSPs）活性，抗草甘磷突變體則具有較高 EPSPs活性。離體培養(yǎng)下的基因選擇性擴(kuò)增被認(rèn)為是細(xì)胞在短期內(nèi)為滿足某種需要而產(chǎn)生足夠的基因產(chǎn)物的一種調(diào)控手段。 ?亞麻衛(wèi)星 DNA和小麥 rDNA研究中也有類似現(xiàn)象。 ?在水稻、小麥等作物中也發(fā)現(xiàn)一些微衛(wèi)星 DNA的擴(kuò)增。 ? 離體培養(yǎng)下 DNA序列的選擇性擴(kuò)增包括兩種情況， 一是重復(fù)序列的擴(kuò)增，二是基因的選擇性擴(kuò)增。當(dāng) DNA的 c值 以整倍性形式增加或減少時，其變化與染色體倍性的變異是一致的。 ? 早期的研究認(rèn)為， DNA值的改變與倍性變異是一致的。 ?植物的許多性狀特別是經(jīng)濟(jì)性狀均由多基因控制，對于多基因控制性狀的堿基突變可能由于技術(shù)上的復(fù)雜性，目前還沒有關(guān)于多基因控制性狀的堿基突變報道。 一 . 堿基突變 ?對于 單基因控制的遺傳性狀 ，大多數(shù)堿基突變可以穩(wěn)定遺傳而且符合孟德爾遺傳分離規(guī)律，這一點(diǎn)已在水稻、煙草和玉米的體細(xì)胞變異中得以證實。 ?突變堿基的 DNA序列處于 結(jié)構(gòu)基因 的位置或 調(diào)控序列 的位置時，即可導(dǎo)致遺傳狀態(tài)的改變。 ?基因水平上的變異從根本上講就是 DNA水平上的堿基突變或修飾狀態(tài)的改變。 ?從利用體細(xì)胞變異的角度看，染色體變異大多是一些畸形變異，真正可利用的染色體變異是十分有限的。在核裂出現(xiàn)頻率高的材料中，多倍體、亞多倍體和非整倍體細(xì)胞的出現(xiàn)頻率亦相應(yīng)提高。 ?核裂經(jīng)常導(dǎo)致雙核與多核細(xì)胞的出現(xiàn)。 三 . 非正常有絲分裂 ?離體培養(yǎng)中，染色體除了整倍性變異外，還可觀察到大量的非整倍性變異，這種愈傷組織往往分化能力低下，再生植株大多生長不正常，有性繁殖遺傳穩(wěn)定差。 ? 染色體結(jié)構(gòu)變異既可發(fā)生在愈傷組織細(xì)胞中，也可發(fā)生在再生植株中，有時在一些再生植株的有性后代中也能觀察到。增加DNA甲基化，亦會引起染色體斷裂。染色體斷裂與重組是離體培養(yǎng)中染色體結(jié)構(gòu)變異的主要原因之一，也是體細(xì)胞變異中經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象，其細(xì)胞學(xué)特征是分裂中期出現(xiàn)斷裂的染色體片段、落后染色體以及染色體橋，其結(jié)果是在體細(xì)胞中出現(xiàn)染色體易位、缺失、倒位等多種類型的結(jié)構(gòu)變異?，F(xiàn)有資料顯示， DNA的核內(nèi)重復(fù)復(fù)制可能涉及到一些與細(xì)胞周期調(diào)控基因的開啟與關(guān)閉。 ?擬南芥髓組織、成熟葉片以及托葉細(xì)胞多倍體發(fā)生過程的研究顯示，一個在 G2期表達(dá)的 CDK基因 CKS1At參與調(diào)節(jié)了 DNA重復(fù)復(fù)制過程（ Jacqmard等， 1999）。同時，在玉米中還發(fā)現(xiàn)了 CDK的抑制子 CKI， DNA核內(nèi)復(fù)制通過 CDK的調(diào)控在動物發(fā)育和病理細(xì)胞中已被證實。如果分裂仍然不能進(jìn)行，則 DNA值和染色體倍性就會再增加一倍，從而使細(xì)胞內(nèi) DNA值和染色體倍性成 2n形式增加。在離體條件下，一些進(jìn)入 S期的細(xì)胞，在完成 DNA復(fù)制后不進(jìn)入下一階段完成分裂，從而使細(xì)胞內(nèi) DNA值和染色體倍性增加一倍。如第一次 DNA復(fù)制沒有發(fā)生分裂的 4n核，在此后的分裂進(jìn)程中，與正常分裂的 2n核發(fā)生融合，從而形成六倍體（張冬生， 1989）。 ? D’Amato等（ 1980）報道，紅花菜豆（ Phaseolus coecineu， 2n＝ 22）幼胚離體培養(yǎng)形成的愈傷組織，正常二倍體細(xì)胞只占二分之一，由于 DNA核內(nèi)多次復(fù)制，有的細(xì)胞核內(nèi) DNA值達(dá)到 128c。 ? Salon和 Earle（ 1998）在硬粒小麥 (Tripsacum dactyloides)的非成熟胚培養(yǎng)中觀察到，存活的再生植株均為二倍體和四倍體，加倍后的植株在形態(tài)和發(fā)育方面均很正常。 DNA 重復(fù)復(fù)制 染色體斷裂與重組 非正常有絲分裂 一 .DNA核內(nèi)重復(fù)復(fù)制 (endoreduplication） ? DNA重復(fù)復(fù)制但不發(fā)生細(xì)胞分裂，其結(jié)果是染色體組數(shù)增加，形成同源多倍體。 培養(yǎng)時間對掌葉半夏愈傷組織染色體變異的影響 培養(yǎng)時間 （月） 觀察細(xì)胞數(shù) 亞二倍體 二倍體 多倍體和非整倍體 細(xì)胞數(shù) ％ 細(xì)胞數(shù) ％ 細(xì)胞數(shù) ％ 1 3 12 18 92 51 50 83 14 6 15 29 65 39 27 33 9 6 7 19 第二節(jié) 體細(xì)胞變異的細(xì)胞遺傳學(xué)基礎(chǔ) 離體培養(yǎng)的體細(xì)胞變異，從本質(zhì)上來說是細(xì)胞對環(huán)境壓力的應(yīng)答機(jī)制的調(diào)整。染色體分析顯示，這些植株大多為非整倍體和多倍體。一般來講，繼代時間越長，繼代次數(shù)越多，細(xì)胞變異的機(jī)率就越高。 ?在因培養(yǎng)類型引起的變異中，不僅有染色體倍性的異常變異，同時基因突變、染色體結(jié)構(gòu)變異、以及非 DNA水平引起的變異亦相繼增加。在細(xì)胞培養(yǎng)中，性細(xì)胞培養(yǎng)再生植株的變異要大于體細(xì)胞培養(yǎng)的植株。一般來講，懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞較半固體培養(yǎng)的細(xì)胞易產(chǎn)生變異。顧蔚（ 1999）在蠶豆組織培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)，體細(xì)胞染色體減數(shù)與使用極端的激素濃度有關(guān)，在他的試驗中不含激素的培養(yǎng)基其多倍體發(fā)生頻率為 ％，在 10 mgL1NNA和 mgL1KT的培養(yǎng)基中，單倍體發(fā)生頻率可達(dá) ％。 ? 激素除了引起染色體倍性的增加外，在一些培養(yǎng)中還發(fā)現(xiàn)染色體倍性減少的現(xiàn)象。 mgL1激動素和 4 mgL1 NAA的多倍體分裂頻率為 20％，而 mgL1激動素和 1 mgL1 NAA時的多倍體分裂頻率為 100％。 ? 在 mgL1激動素和 1 mgL1NAA的培養(yǎng)基上建立起來的纖細(xì)單冠菊幼苗愈傷組織，保存 80天以后，其中多數(shù)細(xì)胞為二倍體，少數(shù)為四倍體。 ? 培養(yǎng)基激素濃度和不同激素配比對再生植株的染色體倍性有一定影響。在植物體內(nèi)，這些多倍性細(xì)胞在正常情況下不再發(fā)生分裂以維持正常分化細(xì)胞的功能，然而在離體培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)基中的激素以及培養(yǎng)環(huán)境，就有可能刺激這些多倍性細(xì)胞分裂，進(jìn)而分化形成多倍體植株