Кратное изменение числа хромосом является важным источником изменчивости в эволюции и селекции, особенно у растений.
Первые экспериментально полученные полиплоиды томатов и паслена были описаны Г. Винклером еще в 1916 г. В настоящее время известно, что более 1/3 всех видов покрытосемянных растений являются полиплоидами. Достаточно обратиться к анализу числа хромосом различных видов пшениц, чтобы стала очевидной роль полиплоидии в их происхождении.
Род пшеница (Triticum) состоит из нескольких видов, которые разделяются на три группы как по числу хромосом, так и по свойствам и признакам растений. К первой группе относятся однозернянки (Triticum monococcum) и другие, имеющие в соматических клетках 2n = 14. Ко второй группе относятся твердая пшеница (Т. durum), ветвистая (Т. turgidum), польская (Т. polonicum) и Другие, имеющие 28 хромосом. Третью группу составляют следующие виды пшениц: компактная (Т. compactum), мягкая (Т. aestivum), спельта (Т. spelta) и другие, которые имеют 42 хромосомы. Если основное число хромосом у пшениц х = 7, то однозернянки оказываются диплоидами (7×2= 14), твердые пшеницы — тетраплоидами (7х4 = 28), а мягкие пшеницы — гексаплоидами (7×6 = 42). Такой же ряд полиплоидов известен внутри рода овса (Avena) и для многих других растений.
Группа родственных видов, у которых наборы хромосом составляют ряд возрастающего кратного увеличения основного числа хромосом, называется полиплоидным рядом. Существуют роды растений с таким полиплоидным рядом видов, когда кратное увеличение наборов хромосом соответствует одному основному числу. Например, род роза (Rosa) состоит из ряда видов, имеющих соответственно 14, 21, 28, 35, 42 и 56 хромосом. Основным числом этого ряда является 7 хромосом. Род паслен (Solanum) составляет ряд 12, 24, 36, 48, 60, 72, 96, 108, 144. В данном ряду основное число равно 12 хромосомам. Предполагают, что основное число (12 хромосом) данного ряда представляет сочетание не менее чем двух геномов (6 + 6), а может быть, четырех (3 + 3 + 3 + 3).
Имеются роды растений с двумя полиплоидными рядами. Например, у рода вика (Vicea) виды одного ряда имеют 12 и 24 хромосомы, где основное число 6, а виды второго ряда 14 и 28 хромосом с основным числом 7. У некоторых родов, где кратность нарушается промежуточными числами хромосом, например у рода скерда (Crepis), разные виды имеют числа хромосом: 6, 8, 10, 12, 16, 18, 24, 40, 42. В роде осок (Carex) полиплоидный ряд варьирует от 6 до 56 хромосом, причем изменение от 12 до 48 хромосом представляет собой непрерывный ряд, в котором каждое число свойственно какому-либо из видов данного рода.
Зная о существовании явлений хромосомных перестроек и гетероплоидии, нетрудно представить те процессы, которые могли обусловить происхождение различных полиплоидных рядов внутри одного рода. Следует иметь в виду, что удвоение числа хромосом в одном случае может происходить за счет хромосом одного и того же генома, в другом — за счет хромосом разных геномов.
Каждый вид имеет характерный для него генотип, включающий один или несколько геномов. Основное число у разных видов различно и характерно для исходного вида или его предка. Полиплоидный ряд может быть коротким и длинным, т. е. двучленным и короткочленным; он может быть также непрерывным и прерывным. Прерывность ряда указывает на то, что один из видов — членов ряда — выпал в процессе эволюции, оказавшись неприспособленным: например, у Geranium 2n = 18, 20, 22, 26, 28, 32, где формы с 2n = 24 и 2n = 30 выпали. Прерывность ряда могла быть вызвана также гетероплоидией, например у Biscutella 2n = 12, 16, 18, 27, 36, 45, где форма с 2n = 18 гетероплоидного происхождения, и продолжение ряда осуществлялось кратным увеличением набора хромосом 2n = 9.
Новый член полиплоидного ряда может возникнуть не только на основе гаплоидного или диплоидного наборов хромосом, но и на основе наборов большей плоидности — триплоидного и тетраплоидного.