作物品種改良主要得益於育種過程帶來的遺傳獲得。傳統育種技術受制於表型觀察準確性和遺傳累贅效應等影響，其育種目標隨機且費時費力，需要多個世代的自交才能獲得性狀穩定的品種。因此，生產上迫切需要高效、快速、精準改良作物性狀的技術來加速作物的育種程序。
單倍體誘導（haploid induction, HI）技術可在短時間內將作物的基因型固定下來，該技術先後突破高效誘導、精準鑑別和高效加倍三大關鍵技術環節，已成為作物育種中的核心技術。
近年來，以CRISPR/Cas9為代表的基因組編輯技術與單倍體技術的高度融合，在玉米、小麥、水稻、大麥等農作物中都精準創制出優良的單倍體誘導系，並在短時間內（兩個世代）獲得不同遺傳背景的純合自交系，極大地提升了農作物育種精準化、高效化和規模化的轉型升級，成為生物育種技術發展的新引擎。
目前大多數作物，特別是商業化品種的遺傳轉化效率很低，基因編輯通常是先在一個易轉化的品種中編輯目標基因，再透過多年（3~5年以上）的雜交和多世代回交轉入到商業化品種中，大大限制了基因編輯技術在育種中的應用。
中國農業科學院生物技術研究所研發出IMGE （Haploid Inducer-mediated Genome Editing）技術，將CRISPR/Cas9技術與單倍體誘導、常規雜交巧妙地結合起來，在兩個世代內創造出了多種優良雙單倍體純系。該技術不僅突破了基因編輯技術對遺傳轉化材料的基因型依賴性，還能對不同的商業化玉米品種實施基因編輯，快速創制出不同遺傳背景的玉米雙單倍體純系，大大加速了作物育種的程序。
先正達公司開發出類似的單倍體誘導編輯（haploid induction HI-Edit）技術，可對栽培品種進行直接改良。他們運用HI-Edit技術建立了帶有特異性狀標記的ZmMATL敲除的單倍體株系，該單倍體株系與不同優良自交系產生的雜交後代的田間產量顯著增加。此外，HI-Edit技術和CENH3系統結合可以用於雙子葉植物的改良。更讓人興奮的是，將攜帶有Cas9-TaGT1s 的轉基因玉米的花粉與小麥品種進行遠源雜交，成功獲得經基因編輯改良的小麥單倍體植株。這些研究表明，HI-Edit技術突破現有基因編輯體系受物種和基因型的限制，能在商業化的優勢品種中應用，而且HI-Edit系統與屬間雜交技術巧妙結合，有望實現遠緣雜交改良目標作物，具有廣闊的應用前景。
IMGE或HI-Edit技術的育種流程（https://cn.agropages.com/News/NewsDetail---18262.htm）
隨著多基因編輯、單鹼基編輯、基因替換、基因敲入技術等的發展和熒光蛋白視覺化等單倍體誘導系的開發，IMGE或HI-edit技術將大大提升智慧設計育種的效率和便捷性。特別是IMGE或HI-edit技術與無融合生殖技術融合，實現雜種優勢的快速固定，將會大大提升不同農作物智慧設計育種的程序和效率。
來源：光明網基因科普團隊