農(nóng)作物品種需要具有所有性狀的純合系才能通過種子進(jìn)行穩(wěn)定的繁殖。最經(jīng)典的方法是通過自交或回交7-8代產(chǎn)生純合系。然而加倍單倍體技術(shù)可以在單代內(nèi)產(chǎn)生完全純合的育種株系，單倍體可通過體外或體內(nèi)技術(shù)獲得，體外單倍體誘導(dǎo)方法包括花藥培養(yǎng)、小孢子胚胎發(fā)生等，但成本高，且勞動(dòng)強(qiáng)度大。在體內(nèi)的技術(shù)包括種間雜交、花粉的強(qiáng)烈照射和孤雌生殖，但僅限于特定的作物品種。以種子為基礎(chǔ)的體內(nèi)單倍體誘導(dǎo)方法具有勞動(dòng)強(qiáng)度低，成本相對(duì)較低的特點(diǎn)，然而，這種特殊的方法需要為每個(gè)感興趣的分離系創(chuàng)建一個(gè)新的轉(zhuǎn)基因親本。

近十年來，著絲粒組蛋白CENH3已成為單倍體誘導(dǎo)的研究熱點(diǎn)。而且所有真核生物都表達(dá)多種H3變體，通過修飾著絲粒特異性組蛋白H3變體CENH3的來誘導(dǎo)單倍體已經(jīng)在擬南芥中被證明。

2020年2月24日，Plant Biotechnology Journal 雜志在線發(fā)表了美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校研究團(tuán)隊(duì)題為 "A variety of changes， including CRISPR/Cas9 mediated deletions， in CENH3 lead to haploid induction on outcrossing " 的研究論文。在該研究中，作者在擬南芥中鑒定了另外31個(gè)CENH3，它們?cè)谥参镏卸际歉叨缺Ｊ兀⒂心芰?zhí)行CENH3參與的有絲分裂和減數(shù)分裂活動(dòng)。EMS誘變系的氨基酸突變形式可以通過野生型授粉后互補(bǔ)內(nèi)源cenh3突變基因型并誘導(dǎo)單倍體后代的產(chǎn)生。同時(shí)研究者還測(cè)試了通過兩輪EMS誘變所產(chǎn)生的雙氨基酸位點(diǎn)突變的效果。最后研究者意外發(fā)現(xiàn)利用CRISPR/Cas9技術(shù)誘導(dǎo)保守的CENH3組蛋白折疊機(jī)構(gòu)域中αN螺旋的移碼突變，能夠獲得優(yōu)良的單倍體誘導(dǎo)系，并且在用野生型花粉授粉時(shí)生長(zhǎng)和發(fā)育均表現(xiàn)正常。該研究結(jié)果展示出了EMS和CRISPR/Cas9突變CENH3基因并創(chuàng)造非轉(zhuǎn)基因單倍體誘導(dǎo)系的前景。這些發(fā)現(xiàn)為作物育種者培育單倍體誘導(dǎo)劑提供了更多的選擇。