利用孤雌生殖、孤雄生殖和无配子生殖产生的单倍体的育种方法。在植物，目前一般利用花药离体培养技术进行单倍体育种。现以小麦为例，说明单倍体育种的基本过程。把幼小的花粉分离出来，在无菌条件下放入人工培养基上进行离体培养。由于每个花粉含有1组供生长发育的基因，所以它在培养基上可发生多次细胞分裂而形成愈伤组织。然后，再用另一种培养基诱导愈伤组织分化成植株。花粉是单倍体，所以由它长成的植株是单倍体植株（1n=3x=21）。单倍体植株减数分裂时，由于没有同源染色体配对，全部染色体都分到同一子细胞的机会极小，所以产生的配子几乎完全不育。必须进行染色体加倍（如用秋水仙素溶液浸泡根尖），在生产上才可能有应用价值。因为由一个染色体组加倍而成，所以加倍后是纯合体植株。单倍体育种的优点是：（1）由于可迅速得到纯系，可缩短育种年限和提高选择效率。在遗传模式图解中，假定亲本的基因型为AAbb和aaBB，通过杂交希望从后代中选出基因型AABB的新品种。F₁（AaBb）产生4种数目相等的配子AB、Ab、aB和ab（假定这两基因座位于两对同源染色体上）。由图2得知。从F₁采用花药培养，经染色体加倍后都是纯合体，后代不再分离；从F₁采用常规杂亲育种法，F₂出现分离，同一表现型可有不同基因型。除aabb外，其它表现型中还有杂合基因型。因此，在单倍体育种中，一旦选到理想个体，就是纯合体（如AABB）。但在F₂中，选到的理想个体很可能多数是杂合体；如在同一表型（A-B-）中，纯合个体AABB只占1/9。要从杂交育种中选出理想的纯合体，F₂入选个体还得继续近交选择若干世代，使育种年限加长。在单倍体育种，每4个个体就可得到一个理想AABB。而在杂交F₂，每16个个体才能得到1个理想个体AABB。前者和后者的选择效率分别是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，为杂种优势的利用开辟了一条多快好省的道路。（3）可大大减少试验用地和劳力。目前，我国通过单倍体育种，已在小麦、水稻、烟草、茄子等作物上选出新品种，在生产上发挥了良好效果。