自然界中各种生物的染色体数目一般是相对稳定的，这是物种的重要特征。某种生物的完整的一套单倍染色体组或基因组（genome）。在同一染色体组内各染色体形态不同，携带了物种全套遗传物质，每个染色体组所包含的染色体数目称为基因数（以X表示）。例如，玉米有20条染色体，X=10。凡是细胞核内具有一套完整染色体的个体叫单倍体，以n表示。具有两套染色体组的个体称为二倍体，以2n等。

除了自然界存在的多倍体物种之外，利用一些诱发因素可以人工诱导植物产生多倍体，主要方法有两种：物理方法（如高温、低温、高速离心力、X射线照射、嫁接和切断等）及化学方法（如植物碱、植物生产激素、水合三氯乙醛、笑气、富民隆等药剂）处理。化学方法中最为有效的和最常用的是秋水仙素，首次使用于1937年。秋水仙素是由百合科植物秋水仙的种子及器官中提取出来的一种剧毒生物碱，化学分子式为C22H25NO6。纯品为无色或淡黄色针状结晶，熔点155℃，有苦味，易溶于冷水、酒精、氯仿和甲醛。通常使用水或酒精作溶媒，具有麻醉作用，对植物种子、幼芽、花蕾、花粉和嫩枝等可产生诱变作用。

秋水仙素的主要作用机理是抑制微管的聚合过程和纺锤体的形成，使染色体不走向两级而被阻止在分裂中期，导致细胞不能继续分裂，从而产生染色体数目加倍的核，但对染色体结构无明显的影响。若加倍后的细胞恢复分裂就形成多倍体组织。由多倍体组织分化产生的性细胞，所产生的配子是多倍体，因而可以通过有性繁殖方法把多倍体繁殖下去，这是体细胞分生组织染色体加倍的起源方式。另外，如在配子形成过程中，细胞减数分裂受到秋水仙素的抑制后，配子变为二倍性，雌雄配子结合后，也产生多倍体，这是配子染色体未减数的起源方式。秋水仙素诱导只能产生多倍体，且为同源多倍体，而有性杂交可产生奇数多倍体、异源多倍体。

秋水仙素诱发多倍体的方法主要有浸渍法、涂抹法、滴液法、喷雾法等，处理时间因作物种类和施用部位不同而异，几分钟到几十天不等，常用浓度为0.01～1%。染色体加倍后对性状的影响是随基因型与环境条件而异，无固定模式可寻。一般在同源多倍体中（4X～6X）细胞与器官增加的倾向，而到高阶多倍体有时反而缩减。就植物营养体来说，单倍体比二倍体生长差，三倍体和四倍体较好或接近于二倍体；就种子器官来说，四倍体比二倍体大；对有性生殖来说，凡倍性是单数的都将因减数分裂受到干扰而不育，但如果变成异源多倍体，则由于杂种优势而育力加强，可育率也会增高。

染色体加倍后必须进行鉴别。同源多倍体主要是根据形态特征性来判断。如叶色、叶形及气孔和花粉粒的大小，凡较对照较大者多有可能为多倍体，此为间接鉴定。最为可靠的方法进行染色体直接鉴定，即取植物根尖细胞、嫩叶细胞或花粉母细胞制片选适当的染色剂，用涂抹法或压片法观察诱变材料，确定其染色体的倍数。

多倍体已经成功应用于植物育种，可以得到一般二倍体所没有的优良经济性状，如粒长、穗长、抗病性等。三倍体西瓜、三倍体甜菜、八倍体小黑麦等已经在生产上应用。人工诱发多倍体还可以用于解决远缘杂交不孕性和远缘杂交不育性的困难。

本实验用适当浓度的秋水仙素处理洋葱根尖，待根尖膨大后制片观察，可发现多倍体细胞。