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蛋白质含量比二倍体提高10％～12％；玉米同源四倍体的籽实内类胡萝卜素含量比二倍种增加43％。这与同源多倍体基因剂量效应有关。二倍体的某一对同源染色体上有一对等位基因A… a，基因型的变化只能有AA、Aa、aa3种，如是同源三倍体应有四种不同的基因型AAA（三式）、Aaa（复式）、AAa（单式）和aaa（零式）。无论同源多倍体的基因型是哪一式，基因剂量均大于二倍体。一般是基因剂量增加时，生化活动随之加强。当然，与此相反的情况也是存在的，例如，同源四倍体的生长素含量低于二倍体，故生长缓慢，花期推迟，分蘖和分枝也都有所减少。二倍体大麦的白化基因（a7）是正常绿色基因（A7）的隐性，二倍体大麦被加倍成同源四倍体后，零式植株仍然是白化致死，复式、三式和四式虽然是正常绿色，但四式植株却比复式和三式植株矮小，结实率也较低。
7。3。1。3 同源三倍体减数分裂的染色体行为
同源三倍体有3个相同的染色体组，同源染色体是3个成一组，称为一个同源组。减数分裂联会时，任何同源区段只能有两条染色体联会，而将第三条染色体的同源区段排斥在外。故每个同源组的3条染色体可以两种方式联会，一种是联会成三价体（Ⅲ）；另一种是联会成一个二价体（Ⅱ）和一个单价体（Ⅰ），即发生“不联会”（asynapsis）的情况（图7…3）。由于三价体的染色体区段是局部联会，每两条染色体之间的联会区段少于二价体。这样就限制了粗线期非姊妹染色单体之间的交换，双线期、终变期出现的交叉少。交叉是使联会了的染色体紧密联系在一起的前提，交叉少势必导致三价体提早解离，即三价体在往中期Ⅰ的纺锤体赤道面转移之前分离成一个二价体和一个单价体。据研究（B。McClintock，1929）玉米同源三倍体在大多数情下，终变期一般是9Ⅲ＋3Ⅰ，但中期Ⅰ，三价体数减少，二价体和单价体数增加，显然是三价体提早解离的结果。
图7…3 同源三倍体每个同源组的3个染色体的联会和分离
三价体在后期Ⅰ只能是2/1不均衡分离，即2条同源染色体移向细胞的一极，另一条移向细胞的另一极。一个二价体和一个单价体有两种可能：一是2/1的不均衡分离；二是单价体被遗弃在细胞质内，于是二价体呈1/1均衡分离。不管是哪一种分离方式，均会造成同源三倍体的配子染色体组合成分不平衡，使配子中各类染色体固有的比例关系改变。因此，同源三倍体是高度不育的。
同源三倍体的高度不育性在生产上有很好的应用价值。香蕉是一个天然的同源三倍体（2n=33），它没有种子。人工创造的同源三倍体葡萄和同源三倍体西瓜（2n=33）、三倍体甜菜已在生产上利用。同源三倍体甜菜含糖量远高于二倍体，三倍体葡萄和西瓜则产生无籽的果实。同源三倍体西瓜的培育原理是，将二倍体西瓜（2n=2X=11Ⅱ）加倍成同源四倍体（2n=4X=44=11Ⅳ），再用同源四倍体为母本，与二倍体杂交，从而获得同源三倍体了代（2n=3X=33Ⅲ）。具体方法是：①二倍体西瓜（2n=22）幼苗用0。2％的秋水仙素溶液滴在幼苗生长点上，每天1～2次，连续2天，获四倍体（2n=4X=44）。②四倍体植株作母本，二倍体植株作父本杂交，获三倍体种子。③三倍体植株花粉不育，要用二倍体花粉刺激，引起无籽果实的发育。由于三倍体高度不育，不能留种，故同源三倍体作物必须年年制种供生产上应用。除同源三倍体外，同源四倍体的花生（2n=4X=40）、马铃薯（2n=4X=48）、同源六倍体的红薯（2n=6X=90）等也已在生产上推广应用。
7。3。1。4 同源四倍体减数分裂的染色体行为
同源四倍体有四个相同的染色体组，每个同源组有四条同源染色体。减数分裂联会时每个区段只能有两条染色体联会。偶线期可联会成Ⅳ、Ⅲ＋Ⅰ、Ⅱ＋Ⅱ、Ⅱ＋Ⅰ＋Ⅰ等四种类型。由于Ⅳ和Ⅲ是局部联会，联会复合体会提早解离。在中期Ⅰ，上述这四种情况可同时存在。在后期Ⅰ，除了Ⅱ＋Ⅱ式联会发生2/2均衡分离外，其余联会可发生3/1、2/1、1/1等不均衡分离。由于每个同源组的染色体分离是独立的，不同同源组的后期Ⅰ染色体分离方式不可能完全一致。因此，同源四倍体配子内染色体数目和组合成分也会不平衡。从而使同源四倍体表现部分不育及子代染色体数的多样性变化。与同源三倍体相比，同源四倍体的育性较高，这是因为同源四倍体减数分裂后期Ⅰ主要是2/2的均衡分离，产生的配子可育，其他不均衡分离产生的配子部分可育，其他不均衡分离产生的配子部分可育（图7…4）。
图7…4 同源四倍体每个同源组染色体的联会和分离
根据对玉米同源四倍体（2n=4X=40=10Ⅳ）小孢子母细胞减数分裂的观察，每个同源组的联会主要是四价体和两个二价体Ⅱ=Ⅱ），其他联会方式较少。
由于Ⅱ＋Ⅱ式的联会是2/2式分离，Ⅳ主要是2/2式分离，故玉米同源四倍体的多数配子是20个染色体。同源四倍体玉米的育性一般比二倍体下降5％～20％。
7。3。2 同源多倍体的基因分离规律
同源多倍体基因分离与二倍体有着显著的区别。例如同源三倍体高度不育，基因分离无规律可循。同源四倍体的育性有所下降，但基因分离较同源三倍体有规律。由于在同源多倍体中，同源四倍体是主要类型，经济价值较高，现以同源四倍体为例阐述同源多倍体的基因分离规律。
同源四倍体基因分离与基因在染色体上距离着丝粒的远近有关。当基因在染色体上距着粒粒较近，以致基因与着丝粒之间很难发生非姊妹染色单体的交换时，该基因分离表现为染色体随机分离（random chromosome segregation）。当基因在染色体上距着丝粒较远，基因与着丝粒之间容易发生非姊妹染色体单体的交换时，则该基因分离表现为染色单体不完全随机分离。
若位于同源四倍体上的基因为A、a，该同源组的杂合基因型有三式AAAa、复式AAaa和单式Aaaa三种。现以三式为例说明A…a基因分离规律。
7。3。2。1 基因随染色体随机分离
以三式杂合体AAAa为例对基因随染色体随机分离进行讨论，其中3个A基因所在的染色体以1、2、3表示，a所在的染色体以4表示。为便于分析，假定同源的4条染色体在后期Ⅰ的分离都是2/2式的，总共只有（1，2/3，4）、（1，3/2，4）和（1，4/2，3）三种不同组合的分离方式，且三者发生的概率是均等的（图7…5）。
图7…5 三式（AAAa）同源四倍体的染色体随机分离
A…a位点距着丝粒很近，其间很少发生姊妹染色体间的交换，故A…a位点原来所在的染色单体并未改变。所以对A…a位点来说，基因的分离取决于四条染色体的分离，最后产生的配子的种类和比例为（AA：Aa）=1：1，全部为n=2X的配子（图7…5）。
假定同源四倍体产生的这两种雌雄配子以同等的比率参与受精，则其自交子代的基因型种类和比例理论上应该是（1AA＋1Aa）2=AAAA：AAAa：AAaa=1：2：1，表型一律是显性，不能出现隐性基因a表型的个体。同理推及复式（AAaa）和单式（Aaaa）的染色体随机分离结果，如表7…2。
表7…2 同源四倍体某位点的等位基因的染色体随机分离
同源四倍体杂合基因型 配 子 自交子代基因型和比例 自交子代表型
种类和比例 纯合隐性配子/％ 种类和比例 a/％
AA Aa aa A4 A3a A2a2 Aa3 a4 A a
AAAa
AAaa
Aaaa 1
1
1
4
1
1
1 0
16。7
50。0 1
1
2
8 1
18
1
8
2
1
1 全部
35
3
1
1 0
2。8
25。0
7。3。2。2 基因随染色单体不完全随机分离
当同源四倍体的A…a基因距所在染色体的着丝粒较远时，基因分离表现为染色单体的不完全随机分离。由于A…a基因与着丝粒之间很容易发生非姊妹染色单体的交换，使A…a基因从原来所在的染色体转移到另一条染色体的染色单体上，因此，A…a基因是以8个染色单体为单位分配到子细胞中的。以三式杂合体AAAa来说，8个染色单体中6个载有A基因，2个载有a基因，由于每个配子中只能得到2个染色单体，同一染色体的两条染色单体在后期Ⅱ必然分离，不能同时进入同一子细胞，所以共有24个组合。假定发生2/2的均衡分离，在24个组合中包括三种配子即AA、Aa和aa。
在3个载有A基因的染色体中，有1个A染色体与a染色体发生非姊妹染色单体交换，另2条A染色体的姊妹染色体单体在后期Ⅱ须分离，所以能够同时得到2个载有A基因的染色体单体的组合数为：
由于Aa和Aa两条发生交换的染色体的姊妹染色单体也须分离，不能组合起来进入同一子细胞，所以得到一个载有a基因的染色单体和一个载有A基因的染色单体的组合数为。
能够同时得到两个载有a基因的染色单体的组合数为=1。
因此，当三式杂合体AAAa发生基因随染色单体的不完全随机分离时，配子的比例和种类为AA：Aa：aa=13：10：1，该个体自交，自交子代群体中基因型的种类比例为（13AA＋10Aa＋1aa）2=AAAA：AAAa：AAaa=Aaaa：aaaa=A4：A3a：A2a2：Aa3：a4=169：260：126：20：1。如果显性表型以＇A＇表示，隐性表型以＇a＇表示，则表型的种类和比例为＇A＇：＇a＇=575：1。
同源四倍体三式杂合体AAAa的染色单体不完全随机分离和染色体随机分离结果的主要区别在于，前者产生aa型配子，后者不能产生aa型配子，aa型配子是由于载有a基因的染色单体与载有A基因的非姊妹染色单体发生交换，使a基因转移到另一条染色体上，载有a基因区段的两条非姊妹染色单体进入同一配子的结果。
根据对曼陀罗、玉米、番茄、苜蓿、水稻、菠菜等植物的同源四倍体分析，