Для разработки надежной методики искусственного получения полиплоидов необходимо овладеть механизмом митоза и мейоза.
Известно, что на митоз и мейоз влияют как внешние, так и внутренние факторы. К первым относятся изменение температуры, ионизирующие излучения, химические вещества (наркотики и др.), механические воздействия (декапитация, пасынкование и др.). В особенности эффективны некоторые химические вещества: колхицин, аценафтен и др.
Наиболее широко для, получения полиплоидов используется алкалоид колхицин, добываемый из лекарственного растения Colchicum autumnale. При использовании этого вещества, как и других химических агентов, применяются различные методики, специфичные для каждого вида растения и фазы его развития. Обычно применяют водный раствор колхицина в концентрации 0,01—0,2%. Им обрабатывают точки роста растения или предварительно пораженную поверхность листа или стебля, в некоторых случаях делают инъекции в ткани растения. Для некоторых растений применяют воздействие через корневую систему, обрабатывая ее раствором колхицина, или проращивая семена на агаровой среде с добавкой колхицина. В результате таких воздействий в меристемной диплоидной ткани растения возникают полиплоидные клетки, из которых могут образовываться побеги, имеющие в клетках умноженный набор хромосом.
Влияние колхицина на митоз настолько специфично, что в литературе утвердился специальный термин «С-митоз», или «К-митоз». Колхицин вызывает эндомитоз, парализуя механизм расхождения хромосом к полюсам, но не препятствуя их репродукции генных мутаций и хромосомных перестроек при этом не происходит. Если подействовать колхицином на корешки лука, то в некоторых клетках вследствие ряда эндомитозов число хромосом в наборе может достигнуть нескольких сотен.
Полиплоидизация клеток корешка Allium под действием колхицина
Действие колхицина на клетки животных тканей менее эффективно, чем на растительные клетки.