淺談多倍體基因－深入認識草莓基因

【什麼是多倍體基因？】

1. 二倍體基因：
正常的生物基因內的染色體都是兩套，一套來自父系、一套來自母系，所以稱為「二倍體基因」

2. 單倍體基因：
正常細胞分裂時，會先複製基因由二套變成四套，然後再分裂成兩個細胞，每個細胞各有正常的兩套基因。但動物的精子卵子，植物的花粉與胚體等生殖細胞，在分裂之前不先複製基因而直接分裂成兩個細胞，每個細胞就只有一套染色體，稱之為「單倍體基因」，這種基因套數減半的分裂過程就成為「減數分裂」。
單倍體基因在卵子受精或授粉時，兩個單套的染色體結合於一個細胞中，重新恢復成正常的二倍體基因細胞。

3. 多倍體基因：
如果在正常的二倍體細胞分裂過程中，染色體複製加倍成四套後，接下來的細胞分裂染色體都跑到同一個細胞，另一個細胞則沒有染色體，此時擁有四套染色體的細胞就是「四倍體基因」，四倍體基因如果在來一次上述分裂的過程就會再加倍成為「八倍體基因」；而如果四倍體基因與八倍體基因做正常的交配繁殖，就會產生出「六倍體基因」；但如果四倍體基因與正常的二倍體基因交配，就會產生出「三倍體基因」，這種單數的基因是無法正常繁殖後代的，無子西瓜正是這種絕後的三倍體基因。

【為什麼商業化品種的草莓又大又好吃？】

多倍體基因發生在動物身上是致命的突變，胚胎會無法發育。而發身在植物身上卻不僅大多都能正常發育，還會因此而長得更壯碩，同時也因基因的變化更複雜而擁有更強的演化優勢。現今的植物中有不少是在演化過程自然形成多倍體基因，而草莓則是在人工的刻意栽培下成為多倍體基因。

現代商業化草莓品種在人為長期的栽培下基因變化很複雜，從四倍體、六倍體、八倍體甚至到十倍體都有，等於是「超級草莓」，這也是商業化草莓品種不僅個頭與品質遠大於野生的二倍體品種，也常會出現奇形怪狀的雞冠果、蝴蝶果、雙生果等奇奇怪怪「美麗的錯誤」，算來這和連體嬰一樣是畸形，在植物身上無所謂，但如果發生在動物身上，一個三頭十二足的怪動物將會很難在自然界生存下來。

所以在草莓的交配育種中，找到正確基因數目的品種來交配很重要，例如不明究裡拿四倍體基因與六倍體基因交配成五倍體，這樣的草莓就會無法繼續繁殖下去而白忙一場。

【草莓的實生苗與走莖苗】

正由於草莓的基因複雜，所以商業品種都利用無性繁殖，也就是走莖繁殖。如果是透過正常開花結果、以種子育苗後會產生很多變化而難以確保品種特性。例如白草莓是因為轉色的基因受到抑制而形成的「白子」，但多倍體基因內仍然帶有能正常轉色的基因，拿種子培育就不一定是白草莓，很容易出現粉紅色甚至紅色果實的後代，必須在後代中重新篩選白色果實的，甚至進一步透過近親交配才能恢復到原有的特性。

【如何將野草莓品質提升為商業化品種？】

答案已經很清楚了：設法把原始的二倍體野草莓透過基因加倍成為四倍體，甚至更多倍體，然後從其中選出品質優良的後代加以培育，這樣就有可能把野草莓變成「超級草莓」了。但基因的多倍體化不容易做到，只能靠擁有專業設備與環境、甚至特殊藥物的農業試驗所或研究機構來完成了。