Dòng thuần là khái niệm tương đối chỉ các dòng tự phối đã đạt độ đồng đều cao và ổn định ở nhiều tính trạng. Đối với ngô thường sau 7-9 đời tự phối thì các dòng đã đạt độ đồng đều cao ở các tính trạng như: chiều cao cây, chiều cao đóng bắp... và được coi là thuần. Dòng thuần có kiểu gen đồng hợp tử với tỷ lệ cao ở nhiều đặc tính di truyền. Dòng thuần có giá trị khi nó có khả năng kết hợp cao, dễ nhân dòng và sản xuất hạt lai. Vật liệu tạo dòng thuần gồm các giống ngô địa phương, các giống ngô thụ phấn tự do cải tiến, các giống ngô lai…
Các nghiên cứu khoa học đã chỉ ra rằng: Khi tiến hành quá trình tự phối ở cây ngô để tạo dòng thuần thì xảy ra hiện tượng suy giảm sức sống và năng suất, ngay ở thế hệ tự phối thứ 3 năng suất trung bình cũng đã giảm đi 2 lần (theo Shull 1908, 1909). Tuy nhiên khi các dòng tự phối đạt đến trạng thái đồng hợp tử nhất định thì sự suy giảm có xu hướng dừng lại không phân ly nữa, sự suy giảm này sẽ được phục hồi hoàn toàn khi lai hai dòng thuần với nhau (Nguyễn Văn Hiền, 2000). Qua quá trình nghiên cứu cho thấy, đến thế hệ tự phối thứ 5 chiều cao cây đã ổn định nhưng phải đến thế hệ tự phối thứ 20 thì chỉ tiêu năng suất mới ổn định (Trần Tú Ngà, 1990).
Cây ngô là cây giao phấn điển hình do đó trong tự nhiên tỉ lệ tự phối rất thấp. Vì vậy cây ngô luôn là cây dị hợp tử và luôn cho ưu thế lai cao. Tuy nhiên muốn có ưu thế lai vượt trội thì phải chọn được các dòng bố mẹ có tỉ lệđồng hợp cao, từđó đem lai chúng với nhau tạo ra con lai có tỉ lệ dị hợp tử cao. Có nhiều phương pháp tạo dòng thuần cho ngô như:
Tạo dòng thuần bằng phương pháp tự phối cưỡng bức (Inbreeding): Đây là phương pháp tạo dòng thuần truyền thống, đã và đang được áp dụng phổ
biến. Từ vốn gen ban đầu (dị hợp) do tự phối nhiều đời mà tỉ lệ đồng hợp tăng lên và kiểu gen dị hợp tử giảm đi.
Ta có thể tính tỷ lệ cây đồng hợp tửở các đời tự phối theo công thức: X = [1 + (2m – 1)]n
Trong đó X: Số cá thể mang gen quy định (Tổng số cá thể) m: Đời tự phối
n: Số gen quy định tính trạng.
Với phương pháp truyền thống này thì ở một số nước nhiệt đới đang gặp phải nhiều khó khăn, đó là khả năng chịu áp lựu tự phối của các dòng thuần thường kém, gây nên hiện tượng suy giảm sức sống nhanh, khả năng chống chịu kém, năng suất giảm và không đáp ứng các tiêu chuẩn chọn dòng (Trần Hồng Uy, 1997).
Tạo dòng thuần bằng phương pháp lai cải biên: Để tránh làm giảm sức sống một cách quá đáng và trong nhiều trường hợp hoa đực, hoa cái không nở cùng lúc hoặc do sự bất hợp mà người ta phải sử dụng phương pháp tạo dòng thuần cải biên. Điểm khác biệt cơ bản của phương pháp này so với phương pháp thụ phấn cưỡng bức là thay vì lấy hạt phấn của chính nó người ta tiến hành lấy phấn của các cây cùng mẹ (cây chị em) để thụ phấn. Đây chính là phương pháp tạo dòng bố mẹ Fullsib (đồng máu), Halfsib (nửa máu) hoặc Sib hỗn dòng. Với những phương pháp này sẽ duy trì một lượng dị hợp tử nhất định trong quần thể do đó sẽ tạo ra những dòng có sức sống và năng suất tốt hơn dòng rút ra từ con đường tự phối nhưng thời gian đạt đến độ đồng hợp tử lâu hơn do phải kéo dài thời gian chọn lọc dòng (Ngô Hữu Tình, 2003).
Tạo dòng thuần bằng phương pháp nuôi cây mô (Invitro): Đây là phương pháp tạo dòng thuần nhanh nhất, quần thể đồng hợp nhất. Bằng cách nuối cấy bao phấn, hạt phấn tách rời hoặc noãn chưa được thụ tinh trong môi trường nhân tạo để tạo ra các cá thể đơn bội. Sau đó tiến hành lưỡng bội hóa bằng consixin tạo cây lưỡng bội. Với cách này chỉ mất 1-2 vụ có thể thu được các dòng bố mẹđồng hợp rất cao (Ngô Hữu Tình, 2003).
Ngày nay các nhà chọn giống vẫn thường xuyên sử dụng phương pháp thụ phấn cưỡng bức để tạo dòng thuần với ngô là chủ yếu do đây là phương pháp dễ làm, tốn ít chi phí, hơn nữa cây ngô có 2 bộ phận sinh sản đực và cái riêng biệt lên rất dễ tiến hành khử đực, thu phấn, bao bắp, thụ phấn và cách ly... Mặt khác phương pháp này chủ yếu tạo ra các dòng thuần cao khả năng kết hợp chung cao mà các phương pháp khác không tạo ra được.