Đơn bội thể và đa bội thể là gì?

Nhân tế bào trong tế bào là nhân do tế bào tiến hành hoạt động sự sống. Khi tế bào tiến hành phân chia, trước tiên là nhân tế bào phân chia.

Nếu lấy một số tế bào đang tiến hành phân chia, ngâm chúng trong dung dịch carmine magenta, sau khi rửa sạch, đặt dưới kính hiển vi quan sát, có thể thấy trong nhân tế bào có một số bị thuốc nhuộm thành màu đỏ đậm. Chất dễ bị nhuộm màu này gọi là chất nhiễm sắc. Trong tế bào phân chia, chất nhiễm sắc kết thành từng sợi từng sợi nhiễm sắc thể, nhiễm sắc thể là chất quan trọng nhất trong nhân tế bào, khi tế bào phân chia, trước tiên nhiễm sắc thể phân thành hai phần sau đó mới phân thành hai nhân tế bào.

Nhiều nhà khoa học quan sát rất nhiều nhiễm sắc thể của thực vật thấy được, mỗi loại thực vật đều có số nhiễm sắc thể nhất định. Ví dụ, tế bào cây thuốc lá có 28 sợi nhiễm sắc thể, tế bào cây lúa có 24 sợi nhiễm sắc thể.

Khi thực vật muốn hình thành những hạt phấn hoa (khi hình thành tế bào noãn cũng như vậy), tế bào mẹ của phấn hoa phải liên tục phân chia hai lần, hình thành bốn tiểu bào tử. Trước khi phân chia, nhiễm sắc thể trong tế bào mẹ cần được phân phối đồng đều một chút trong bốn tế bào con (thường tế bào phân chia, nhiễm sắc thể phân phối đồng đều trong hai tế bào) cho nên số nhiễm sắc thể của bào tử con mới hình thành chỉ bằng một nửa số nhiễm sắc thể trong tế bào mới hình thành, vì vậy gọi sự phân chia làm giảm số lượng (giảm phân). Ví dụ, bào tử con của cây thuốc lá chỉ có 24 sợi nhiễm sắc thể. Con người gọi những tế bào chỉ có nửa số nhiễm sắc thể là tế bào đơn bội (cũng có thể gọi là tế bào đơn bội); còn gọi tế bào trước tế bào mẹ của phấn hoa là tế bào lưỡng bội.

Khi tiến hành thụ tinh, tinh trùng của phấn hoa (tế bào sinh sản) và tế bào noãn kết hợp, hai tế bào hợp thành một tế bào, có nhiễm sắc thể trong tế bào mới tăng gấp đôi, lại thành tế bào lưỡng bội, cho nên trong một đời thực vật, số nhiễm sắc thể trong nhân tế bào có một quá trình biến động. Nhiễm sắc thể trong tế bào là đơn bội, bắt đầu từ khi trứng đã thụ tinh, trong quá trình sinh trưởng dinh dưỡng lâu dài, tế bào của toàn bộ cơ cơ thể thực vật là tế bào lưỡng bội, cho đến khi một lần nữa qua sự phân chia giảm số lượng, hình thành tế bào sinh dục thì dừng lại.

Sự phát triển của kỹ thuật nuôi dưỡng tế bào thực vật đã có thể khiến cho hạt phấn hoa không qua thụ tinh mà lớn thành cây, cây này gọi là cây đơn bội thể. Cây đơn bội thể mọc vừa yếu vừa nhỏ, yếu đến nỗi gió thổi bay. Còn cây lưỡng bội từ trứng đã thụ tinh lớn lên thì thô khoẻ và kết quả.

Hiện tượng này gợi mở cho con người nghĩ: Cây tam bội, tứ bội, bát bội (gọi chung là thực vật đa bội), có thể lớn cao to được không, khoẻ được không? Cuối cùng đã tìm thấy một vị thuốc gọi là colchicine, tưới vào thực vật sẽ được đa bội. Sau khi qua chất này xử lý, số nhiễm sắc thể trong tế bào vẫn tăng tiến hành theo chu kỳ tế bào bình thường trước kia. Nhưng sự phân chia của nhân tế bào thì gặp trở ngại, quá trình này vừa vặn ngược lại với quá trình phân chia giảm số lượng. Cho nên số lượng nhiễm sắc thể trong nhân tăng gấp bội, thực vật đa bội này cao to khiến cho người ta kinh ngạc, ví dụ hạt của cây lúa mì đa bội to gấp đôi cây lúa mì bình thường.

Vậy tại sao trong sản xuất nông nghiệp còn rất ít khi trồng thực vật đa bội? Là vì nhiễm sắc thể của tế bào đực và tế bào cái của thực vật đa bội khó phối hợp, thường kết hạt cực ít, sản lượng không tăng mà lại giảm. Nhưng đa bội đã được ứng dụng trong việc trồng hoa, một số đoá hoa đa bội to, nhiều cánh, cành thẳng thô, có giá trị thưởng thức cao. Về phương diện nghệ thuật làm vườn, ví dụ sử dụng đa bội thành công nhất là trồng ra loại dưa hấu không hạt, nhiều nước.