利用孤雌生殖、孤雄生殖和無配子生殖產生的單倍體的育種方法。在植物，目前一般利用花藥離體培養技術進行單倍體育種。現以小麥為例，說明單倍體育種的基本過程。把幼小的花粉分離出來，在無菌條件下放入人工培養基上進行離體培養。由于每個花粉含有1組供生長發育的基因，所以它在培養基上可發生多次細胞分裂而形成愈傷組織。然后，再用另一種培養基誘導愈傷組織分化成植株。花粉是單倍體，所以由它長成的植株是單倍體植株（1n=3x=21）。單倍體植株減數分裂時，由于沒有同源染色體配對，全部染色體都分到同一子細胞的機會極小，所以產生的配子幾乎完全不育。必須進行染色體加倍（如用秋水仙素溶液浸泡根尖），在生產上才可能有應用價值。因為由一個染色體組加倍而成，所以加倍后是純合體植株。單倍體育種的優點是：（1）由于可迅速得到純系，可縮短育種年限和提高選擇效率。在遺傳模式圖解中，假定親本的基因型為AAbb和aaBB，通過雜交希望從后代中選出基因型AABB的新品種。F₁（AaBb）產生4種數目相等的配子AB、Ab、aB和ab（假定這兩基因座位于兩對同源染色體上）。由圖2得知。從F₁采用花藥培養，經染色體加倍后都是純合體，后代不再分離；從F₁采用常規雜親育種法，F₂出現分離，同一表現型可有不同基因型。除aabb外，其它表現型中還有雜合基因型。因此，在單倍體育種中，一旦選到理想個體，就是純合體（如AABB）。但在F₂中，選到的理想個體很可能多數是雜合體；如在同一表型（A-B-）中，純合個體AABB只占1/9。要從雜交育種中選出理想的純合體，F₂入選個體還得繼續近交選擇若干世代，使育種年限加長。在單倍體育種，每4個個體就可得到一個理想AABB。而在雜交F₂，每16個個體才能得到1個理想個體AABB。前者和后者的選擇效率分別是1/4和1/16，前者是后者的4倍。（2）可快速得到近交系或自交系，為雜種優勢的利用開辟了一條多快好省的道路。（3）可大大減少試驗用地和勞力。目前，我國通過單倍體育種，已在小麥、水稻、煙草、茄子等作物上選出新品種，在生產上發揮了良好效果。