【生物】秋水仙素诱导染色体数目加倍的机制

秋水仙素（英语：Colchicine）是最初萃取于百合科植物秋水仙的种子和球茎的一种植物碱。它是白色或淡黄色的粉末或针状晶体，有剧毒。最先用于治疗风湿病和痛风，但是它的泻药及促进呕吐的功能也成为医生处方的原因。现在主要用于治疗痛风。

秋水仙素可以诱导植物细胞发生多倍性，原理是在有丝分裂时，抑制纺锤体微管生成，阻止染色体分离（促使染色体复制，但阻止细胞分裂）。结果生成的一半配子不包含染色体，而另一半配子则包含为正常两倍的同源染色体（例如一般情况为单倍体时，则变成双倍体），继而导致由此结合而成的合子和胚胎亦包含为正常两倍的同源染色体（例如一般情况为双倍体时，则变成四倍体）。

以上情况若发生于动物细胞通常是致命的，但植物细胞对此不但有更佳的耐力，而事实上多倍性的植物往往体积会较大、较强壮及有较高的生长速度。因此，这种处理经常用于商业性的植物繁殖。

当一四倍体植物与另一双倍体植物交配，其三倍体后代是不育的。在商业上，植物种子的供应者可以借此令种植者必须向其购买种子。另一方面，三倍体植物授粉后会生成“无核”的果实（通常三倍体不会生产花粉，须由另一株双倍体提供花粉），例如无籽西瓜就是以此方法生产。

同时，秋水仙素亦可透过诱发多倍性，令不育的杂种（Hybrids）获得繁殖能力。（植物可产生新种，增加果实产量）例如小麦（四倍体）和裸麦（双倍体）杂交而成的黑小麦是不育的三倍体，以秋水仙素处理则可以生产出能育的六倍体黑小麦。透过生殖操作，亦可导致单性结果。

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补充：

秋水仙素亦可以诱发基因突变。秋水仙素诱发基因突变的基本机理是：秋水仙素的分子结构与基因分子的碱基相似，它在不妨碍基因复制的情况下组成基因的成分参入到基因分子中去。但由于秋水仙素中的取代基与正常碱基不同，所以它在参入基因分子时或以后，会使基因复制时发生偶然配对上的差错，从而导致基因突变。

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参考文献：

[1] 秋水仙素 - 维基百科，自由的百科全书