利用各種有效方法產(chǎn)生單倍體后，進行染色體人工或自然加倍，使植株恢復正常育性，迅速獲得穩(wěn)定的新品種的育種方法。單倍體是只具有配子體染色體組分的個體、組織或細胞。由這種細胞分化、生長出來的植株叫單倍體植物，此種植物不能生殖，必須使其染色體組分加倍，才能繼續(xù)繁殖，獲得穩(wěn)定一致的后代。
通過單倍體形成純系的作物育種方法。一般是利用花藥、花粉作外殖體進行組織培養(yǎng)，從小孢子經(jīng)愈傷組織或胚狀體產(chǎn)生植株，或以孤雌生殖、人工引變等方式產(chǎn)生具有配子體染色全數(shù)的植株（單倍體植株），經(jīng)染色體加倍后產(chǎn)生純合二倍體，再經(jīng)過田間育種試驗，獲得優(yōu)良新品種。單倍體育種可以縮短育種年限，提高選育效果。
自從60年代用曼陀羅的花粉培養(yǎng)成植株后，單倍體育種首先在煙草上取得成功。70年代以來，通過花藥培養(yǎng)先后誘導出單倍體的蔬菜有結(jié)球甘藍、芥藍、石刁柏、番茄、茄子、辣椒、甜椒、馬鈴薯、大白菜等。中國首次育成水稻、煙草、小麥、茄子、甜椒等作物的新品種或品系。
自然界經(jīng)孤雌生殖、孤雄生殖和無配子生殖產(chǎn)生單倍體植株的頻率很低，一般僅千分之幾，有的在十萬分之一以下。人工誘發(fā)可使單倍體發(fā)生的頻率提高。組織培養(yǎng)，包括花藥培養(yǎng)、花粉培養(yǎng)、子房培養(yǎng)和花粉母細胞培養(yǎng)等，誘導單倍體植株已在百種植物上獲得成功，展示了單倍體育種的前景。其中花藥培養(yǎng)應(yīng)用最為廣泛。主要是以小孢子處于單核期的花藥為材料接種到誘導培養(yǎng)基上，使小孢子細胞分化后分裂形成愈傷組織或胚狀體，再轉(zhuǎn)入分化培養(yǎng)基誘導成苗，然后轉(zhuǎn)至生根培養(yǎng)基誘導生根，形成完整植株，再移栽到田間。移栽前后可進行加倍處理，以獲得純合二倍體植株后代。
單倍體有整倍單倍體和非整倍單倍體。鑒別單倍體植株的重要依據(jù)是根尖細胞染色體數(shù)與配子體染色體數(shù)相同。其主要植物學特征是：植株細弱，葉、花、氣孔較二倍體植株小，柱頭長，花粉粒小而空癟，不結(jié)實。
單倍體植株染色體加倍的方式有四種：①核內(nèi)加倍，即在核分裂期間染色體增加，末期染色單體數(shù)目加倍，然后在有絲分裂中配對。②核內(nèi)有絲分裂，即有絲分裂缺少紡錘體，核膜在整個過程中不消失。③秋水仙素效應(yīng)的有效分裂。④相鄰細胞或雙核細胞中核融合。自然加倍一般不易產(chǎn)生畸變，人工誘變畸變率較高。
