Phân biệt tự đa bội và dị đa bội? Thể song nhị bội là gì?

1. Tự đa bội và dị đa bội là gì?

Thể tự đa bội là cơ thể mà trong tế bào sinh dưỡng có số NST là bội số của n (nhiều hơn 2n). Cơ thể sinh vật mang bộ NST bất thường như 3n, 4n, 5n, 6n, 7n, 8n…. Sự tăng gấp bội số lượng NST, ADN trong tế bào đã dần đến tăng cường độ trao đổi chất, làm tăng kích thước tế bào, cơ quan và tăng sức chống chịu của thể đa bội đối với các điều kiện không thuận lợi của môi trường.

Sự tương quan giữa mức bội thể (số n) và kích thước của cơ quan sinh dưỡng và cơ quan sinh sản ờ các cây:

– Tế bào cây rêu có bộ NST đơn bội (n), sự tăng số lượng NST lên 2, 3 và 4 lần đã làm tăng kích thước tế bào rõ rệt.

– Thân và lá cây cà độc dược có kích thước tăng dần theo bộ NST 3n, 6n, 9n và 12n.

– Củ cải tứ bội (4n) có kích thước to hơn củ cải lưỡng bội (2n).

– Hạt phấn ở cây lan dạ hương có kích thước tăng dần theo bộ NST n, 2n, 3n.

– Quả của giống táo 4n lớn hơn quả của giống táo 2n.

– Hạt của cây kiều mạch 2n lớn hơn hạt của cây kiều mạch.

Ở động vật, thể tự đa bội ít gặp hơn nhiều ở thực vật. Chủ yếu thường gặp là dạng đa bội chẵn ở các nhóm động vật bậc thấp, như: thể tứ bội (4n) ở cá hồi; thể bát bội (8n) như ở cá tầm; thể thập nhị bội (12n) ở ếch Uganđa,..

Cũng có loài cá là thể đa bội cao có tới 400 nhiễm sắc thể. Ở những loài động vật không xương sống, thì thể đa bội khá phổ biến, như giun dẹp, đỉa và tôm nước lợ. Nhiều loài thằn lằn là đa bội lẻ đều là giống cái, trinh sản rất mạnh.

Cũng có khi, đa bội chỉ tồn tại ở một mô. Ví dụ như một số mô của người có dạng đa bội, thì hiện tượng này là mô đa bội trong một cơ thể lưỡng bội. Nếu cơ thể bình thường (lưỡng bội chẳng hạn) lại chứa cả một bộ phận đa bội, thì cơ thể đó gọi là thể khảm đa bội

Sinh vật nhân sơ có DNA-vùng nhân được xem là nhiễm sắc thể thường là thể đơn bội. Nhưng một số loài vi khuẩn là nhân sơ cũng có dạng đa bội, như vi khuẩn Epulopiscium fishelsoni là dạng đặc biệt của tế bào xoma đa bội.

Dị đa bội là hiện tượng làm gia tăng số bộ NST đơn bội của hai loại khác nhau trong một tế bào. Loại đột biến này chỉ được phát sinh ở các con lai khác loài. Nếu ở con lai xảy ra đột biến đa bội làm tăng gấp đôi số lượng cả 2 bộ NST của hai loài khác nhau thì sẽ tạo ra thể dị tứ bội.

Nguyên nhân: Do tác động của các tác nhân lý hoá hay sự rối loạn của trao đổi chất nội bào → cho thoi vô sắc không hình thành trong phân bào dẫn tất cả NST nhân đôi đều không phân li → bộ NST trong tế bào tăng lên gấp đôi.

Cơ chế phát sinh

Cơ chế phát sinh các thể tự đa bội:

– Khi phân bào, bộ nhiễm sắc thể nhân đôi nhưng mọi cặp tương đồng không phân li, tạo giao tử 2n. Các giao tử không giảm nhiễm này kết hợp với nhau trong thụ tinh, tạo thành hợp tử 4n (xem hình 12). Nếu giao tử không giảm nhiễm này (2n) kết hợp với giao tử bình thường (đơn bội) thì có thể tạo ra thể tam bội (3n).

– Trong lần nguyên phân đầu tiên của hợp tử 2n, bộ nhiễm sắc thể nhân đôi nhưng không phân li, từ đó tạo thành phôi 4n rồi phát triển thành thể tứ bội.

– Trong nguyên phân của tế bào xôma, sự không phân li có thể dẫn đến bộ phận đa bội trên cơ thể lưỡng bội, tạo nên thể khảm đa bội.

Vai trò:

Nhiều cây trồng phổ biến hiện nay là thể đa bội: chuối (3n = 27), dâu tây (8n = 56), lúa mì (6n = 42), khoai tây (4n = 48), khoai sọ (3n = 42) v.v. Tế bào thể đa bội có hàm lượng DNA tăng gấp bội, nên sinh tổng hợp mạnh, lượng vật chất nhiều, làm tế bào lớn hơn bình thường, do đó cơ quan sinh dưỡng (rễ, thân, lá) to, cây thường phát triển khoẻ và chống chịu tốt.

Đa bội hoá tự nhiên đã dẫn đến sự hình thành nhiều loài mới, theo phương thức gọi là hình thành loài cùng khu. Phương thức này rất phổ biến ở nhóm cây dương xỉ và cây có hoa (xem Hibiscus rosa-sinensis).

Thể đa bội chẵn và dị đa bội là nguyên liệu quan trọng cho chọn giống. Thể đa bội lẻ ở thực vật hầu như không có khả năng sinh giao tử bình thường nên có thể cho quả không hạt, được nhiều người ưa chuộng.

=> Đột biến đa bội đóng vai trò quan trọng trong tiến hoá (hình thành loài mới) và trong trồng trọt (tạo cây trồng năng suất cao… )

2. Phân biệt tự đa bội và dị đa bội: 

2.1. Giống nhau:

– Đều là những thể do đột biến số lượng nhiễm sắc thể gây ra

– Đều phát sinh từ các tác nhân môi trường ngoài và trong

– Đều biểu hiện kiểu hình không bình thường, có thể gây hại cho sinh vật

– Cơ chế tạo ra đều do sự phân ky không bình thường của các nhiễm sắc thể trong quá trình phân bào

– Số lượng NST trong tế bào sinh dưỡng đều sai khác so với 2n

2.2. Khác nhau:

+ Thể dị bội

– Bộ NST thừa hoặc thiếu 1 hoặc 1 số chiếc

– Là thể đột biến 

– Do trong giảm phân 1 hoặc 1 trong các cặp NST không phân ly

– Có 1 hay 1 số cặp đồng dạng nào đó có NST khác 2

– Thể dị bội có kiểu hình không bình thường, giảm sức sống

+ Thể đa bội

– Bộ NST tăng lên theo bội số của n, lớn hơn 2n, 3n

– Là thể đột biến

– Do trong phân bào nhiễm sắc thể nhân đôi nhưng không phân ly do thoi vô sắc không hình thành

– Ở mỗi nhóm NST tương đồng đều có số chiếc lớn hơn 2

– Thể đa bội có cơ quan sinh dưỡng lớn, sinh trưởng, phát triển mạnh 

3. Thế nào là thể song nhị bội

Hiện tượng ở con lai xảy ra đột biến đa bội làm tăng gấp đôi số lượng cả 2 bộ NST của hai loài khác nhau thì sẽ tạo ra thể dị tứ bội (còn được gọi là thể song nhị bội). 

Người ta cho 2 loài khác nhau lai với nhau tạo thành cá thể con mang bộ NST đơn bội của loài. Con lai này do có bộ NST không tương đồng nên không có khả năng sinh sản. Người ta tiến hành đa bội hóa để con lai có thể sinh sản được, lúc này tạo ra thể song nhị bội. Vậy song nhị bội có tế bào mang 2 bộ NST lưỡng bội của 2 loài khác nhau.

Đột biến tự đa bội là dạng đột biến làm tăng bộ NST đơn bội của một loài và lớn hơn 2n. Cơ thể sinh vật mang bộ NST bất thường như 3n, 4n, 5n, 6n, 7n, 8n….

Dị đa bội là hiện tượng làm gia tăng số bộ NST đơn bội của hai loại khác nhau trong một tế bào. Loại đột biến này chỉ được phát sinh ở các con lai khác loài. Nếu ở con lai xảy ra đột biến đa bội làm tăng gấp đôi số lượng cả 2 bộ NST của hai loài khác nhau thì sẽ tạo ra thể dị tứ bội.

Như vậy, với nội dung giải thích trên, ta có thể kết luận rằng: Song nhị bội là tế bào mang 2 bộ NST lưỡng bội của 2 loài khác nhau.

4. Các dạng đột biến lệch bội ở sinh vật lưỡng bội và hậu quả của từng dạng

* Đột biến lệch bội là đột biến làm thay đổi số lượng NST ở một hay một số cặp NST tương đồng.

Ở sinh vật lưỡng bội, đột biến lệch bội thường có dạng chính như thể không (2n – 2); thể một (2n – 1); thể một kép (2n – 1 – 1); thể ba (2n +1 ); thể bốn (2n + 2); thể bốn kép (2n + 2 + 2 ).

* Hậu quả của đột biến lệch bội: Sự tăng hay giảm số lượng của một hay vài cặp NST một cách khác thường đã làm mất cân bằng của toàn hệ gen nên các thể lêch bội thường không sống được hay giảm sức sống, giảm khả năng sinh sản tùy loài.

 – Ở người, trong số các thai bị sẩy tự nhiên có bất thường NST thì tỉ lệ thai thể ba là 53,7%, thể một là 15,3%… Điều đó chứng tỏ đa số lệch bội gây chết từ giai đoạn sớm. Nếu sống được khi sinh đều mắc những bệnh hiểm nghèo như hội chứng Đao (ba NST số 21), hội chứng Tớcnơ (chỉ có một NST giới tính X)…

 – Ở thực vật, cũng đã gặp các lệnh bội, đặc biệt ở chi Cà và chi Lúa. Ví dụ, ở cà độc dược đã phát hiện được lệch bội ở cả 12 cặp NST tương đồng cho các dạng quả khác nhau về hình dạng, kích thước cũng như sự phát triển của các gai.

Tuy nhiên, đột biến lệch bội cung cấp nguyên cho quá trình tiến hóa. Trong chọn giống, cũng có thể dùng lệch bội để xác định vị trí của gen trên NST.