单倍体是指具有配子染色体数的个体或组织，即体细胞染色体数为n。单倍体有两类，一类是起源于二倍体物种的一倍单倍体（monohaploids）；一类是起源于多倍体（如4X、6X等）的多倍单倍体（polyhaploids）。典型的单倍体只能从多倍体植物中产生，二倍体植物产生的单倍体仅在加倍后形成双单倍体才能存活。单倍体培养主要有三种途径：花药培养、小孢子培养和未受精子房及胚珠培养。其中，花药和小孢子培养是主要途径。

（一）花药培养和小孢子培养

花药培养是将植株的花药取出，在离体无菌的条件下进行培养，诱导花粉改变正常的有限分裂次数的配子体发育途径，转向无限分裂的产生完整植株的孢子体发育途径，形成单倍体，属于器官培养的范畴；而小孢子培养直接由单倍体细胞——花粉起始，诱导后经愈伤组织或胚状体发育成单倍体，类似于细胞培养。

花粉或花药培养诱导单倍体的技术较为简单，可以迅速而大量地产生单倍体，进行大群体的研究，并能缩短育种周期、提高选择效率、是获得遗传材料和有用突变体的一个重要途径，因而可以为植物遗传学和细胞学研究提供一种理想的实验材料；可提高突变育种的效率；可在异交作物中快速获得纯系；可用于在自交作物育种中，加速纯合化和提高选择效率；可用于获得异源附加系、代换系和易位系；可获取超雄植株等。

花药培养和小孢子培养中花粉的发育时期是最重要的因素，不同植物种类的花粉适合培养的发育时期各不相同。被子植物的花粉一般分为四分孢子期、单核期、双核期和三核期这四个发育时期，对于大多数植物来说，选择单核期较为合适。通过镜检进行选择，在镜检过程中，为了便于识别，也可采用染色剂对材料进行处理。有时形体学特征也可作为花粉材料选择的参考，如烟草：花蕾的花冠短于萼片的长度，为单核期以前的时期；花冠与萼片等长时，为单核靠边期；花冠长于萼片，则多为二核期。单核靠边期是烟草花药培养获得单倍体植株较易成功的时期。

培养基的组成是花药培养中影响花粉启动和再分化的重要条件。在花药培养首次获得成功的曼陀罗花药培养中，Guha和Maheshwari（1967）曾在三种基本培养基中添加各种附加成分，进行了23种组合的研究，结果发现，只有在添加15％～30％的椰乳或10％李子汁的Nitsch培养基上，才能成功地从花药中长出胚状体。而花粉是直接经胚状体发育成苗或是由愈伤组织再分化成苗，与培养基中附加的植物激素种类及比例均有关系。如同样在Guha和Maheshwari的实验中，当培养基中含有生长素时有利于花粉形成愈伤组织，不加生长素而仅加椰乳时，则可诱导花粉形成胚状体。

（二）从雌配子体诱导单倍体植株

从未受精子房、胚珠等培养同样也可以诱导获得单倍体。成熟胚囊含有8个单倍体核，通过培养，8个核都有发育成单倍体的能力。但不同物种，优先发育的细胞不同，如向日葵多数情况下，单倍体从卵细胞发育而来，韭菜由反足细胞发育而来，水稻则从助细胞发育而来。

同小孢子体细胞培养相同，培养基对子房、胚珠培养的单倍体胚胎发生具有显著影响。

（三）单倍体植株的加倍处理

单倍体植株在通常情况下表现为株型矮小、生长瘦弱而且不育。因此对单倍体进行加倍处理，使其成为双单倍体是稳定其遗传行为和为育种服务的必要措施。虽然在培养过程中，不同发育阶段的单倍体细胞可以自发加倍，但通常自然加倍率很低。所以，通过人工加倍提高加倍频率是必要的。秋水仙素处理是诱导染色体加倍的传统方法，可在诱导花粉植株的各个时期进行。此外氟乐灵（Trifluralin）是一种植物特异性微管形成抑制剂，也可使染色体加倍。