Khi lai xa hai loài cây khác nhau thường xảy ra hiện tượng bất hợp của giao tử thể hiện ở hai khâu: Bất hợp của giao tử trước khi thụ tinh và bất hợp của giao tử sau khi thụ tinh.
1.1. Tính bất hợp của giao tửtrước khi thụ tinh
- Thụ phấn (pollination): Là sự tiếp nhận các hạt phấn từ bao phấn tới núm nhụy để thực hiện thụ tinh ở hoa . Ở thực vật hạt kín có hai phương thức thụ phấn là thụ phấn chéo và tự thụ phấn.
- Thụ tinh (fertilization): Ở thực vật, thụ tinh là sự kết hợp của hai giao tử đực và cái (tinh trùng và noãn) thành hợp tử (phôi, bào tử hoặc hạt) là đặc trưng cơ bản của sinh sản hữu tính, sinh sản lưỡng tính. Ở thực vật hạt kín có phương thức thụ tinh kép. Trong tự nhiên quá trình thụ phấn của thực vật thường xảy ra theo trình tự sau : hạt phấn chín rơi lên núm nhụy , nảy mầm và tạo ra ống phấn. Ống phấn xuyên dọc theo nhụy và tiếp cận tới noãn . Lúc này hai tinh tử đơn bội (1n) của hạt phấn vào tới noãn và thực hiện quá trình thụ tinh kép : Một tinh tử kết hợp với tế bào noãn đơn bội tạo thành hợp tử nhị bội (2n) sau phát triển thành phôi , tinh tử còn lại kết hợp với tế bào nội nhũ nhị bội tạo ra hợp bào nội nhũ tam bội (3n) để nuôi phôi.
Nếu một hạt phấn lạ (khác loài) rơi lên núm nhụy thì lập tức nhụy sẽ tạo ra mộ t chất ức chế sự phát triển của ống phấn hoặc làm biến dạng ống phấn ngăn cản sự thụ tinh. Đó chính là tính bất hợp giao tử trước khi thụ tinh.
1.2. Tính bất hợp giao tử sau khi thụ tinh
Trong một số trường hợp khác , khi hạt phấn của loài lạ rơi lên núm nhụy , ống phấn vẫn mọc bình thường và quá trình thụ tinh xảy ra , nhưng hạt không phát triển được. Nguyên nhân chủ yếu là giữa nội nhũ và phôi đã hình thành một cơ chế ức chế sự phát triển của phôi . Đây là trường hợp hay gặp khi tiến hành lai xa khác loài hay khác chi.