应用无菌操作培养植物的离体器官、组织或细胞，使其在人工控制条件下进行生长和发育的技术。植物组织培养是研究细胞、组织的生长、分化和植物体器官形态建成规律的重要手段。

主要分以下几方面：

愈伤组织培养

即植物各种器官或组织增殖而成的细胞团的培养。利用愈伤组织培养，在理论研究上可以阐明植物细胞的全能性和形态发育的可塑性，还可以诱导产生不定芽或胚状体而形成植株。

器官培养

主要是指根端、茎尖、叶与未成熟果实等的培养。根端的离体培养是研究生物合成的一种手段，茎尖培养具有快速繁殖和去除病毒的优点。

胚培养

主要是对比较小且未成熟的胚进行培养，研究胚胎发生以及影响胚生长的因素，特别是所需要的有机营养成分的研究。

胚珠和子房培养

培养已传粉或未传粉的子房及胚珠，是进行试管受精和诱导单倍体植株的一个途径，也是研究生殖生理的有用方法。

胚乳培养

是研究胚乳的功能、胚乳与胚的关系以及获得无籽结实的三倍体植株的手段。

花粉和花药培养

利用花粉具有单套染色体的特点，诱导产生单倍体植株进行育种，可以缩短育种周期获得纯系。

细胞培养

分散性的离体细胞或细胞团的悬浮培养，可应用于生产，提取某些有用成分和次生物质，单细胞培养还可用于取得单细胞无性系，进行突变体选育。

原生质体培养

将去壁后裸露的原生质体进行培养，它易于摄取外来的遗传物质、细胞器以及病毒、细菌等，应用于体细胞杂交研究上。

组织培养为研究植物细胞、组织生长分化以及器官形态建成的规律创造了实验条件，有力地推动了生物科学中植物生理学、生物化学、遗传学、细胞学、形态学，以及农林、医药方面等各门学科的发展和相互渗透，促进了营养生理、细胞生理和代谢、生物合成、基因重组的研究，同时带来了新技术的发展。在实践上，组织培养已表现了巨大的潜力：①在育种工作上，加速无性或有性世代的繁殖，缩短育种期限或获得新的基因型，克服远缘杂交不亲和的障碍，促进幼胚发育和获得三倍体植株等；②利用超低温保存器官或细胞，当环境适宜时，又可使其恢复生长和分化，这种技术处理有利于珍稀濒危植物资源种质的保存和利用；③用于药用成分的生产和生物转化，发掘新的、具生理活性的化合物，在工厂化生产和医药事业上有广阔的前景。

组织培养实验室的最主要的设备条件是无菌操作室或超净工作台（或无菌接种箱），配制培养基的实验室和恒温培养室，配以加压消毒锅及常用的玻璃器皿、用具和仪器设备（如显微镜）等。组织培养的操作程序大致可以归纳如下。

器皿、用具的洗涤和消毒

玻璃器皿用洗衣粉刷洗干净或放在洗涤液中浸泡，冲洗干净备用；工作服经加压高温消毒，其他用具高温消毒；无菌操作室和工作台经新洁尔灭或70%酒精擦洗、紫外光灯照射后使用。

材料的灭菌

各种植物材料使用的灭菌剂种类及灭菌剂的浓度、处理时间不尽相同，常用的有乙醇、过氧化氢、漂白粉、氯化亚汞等。

培养基的配制和选择

植物材料在异养条件下，除必要的矿质营养物外，还必须供给作为能源的碳水化合物、微量的维生素和激素。此外，有时还需要某些有机氮化合物、有机酸和成分复杂的天然物质，若使用固体培养基则需加入琼脂。不同植物材料所适用的培养基是不同的，可以参考前人现成的配方加以修改，或进行多种配方和配比试验，选出最适培养基。目前所使用的培养基以MS培养基居多，这是由于它含有较高浓度的NO₃^-、K^＋、NH₄^＋，对一般植物组织和细胞有促进生长的作用，其他如Nitsch、B₅、W、H等培养基也适用于多种材料（培养基配方从略）。

接种

在无菌操作下，切下所需培养的部位。以微生物接种方法把材料置于经高温高压灭菌过的培养基上。常用的培养基盛器有三角瓶、试管等。

培养

培养的条件主要为温度和光线，一般最适温度是25～28℃，光照是根据培养物的需要而异，茎或芽的发生需要良好的光照，强度为300～1000勒克司。细胞液体悬浮培养时，尚需有通气装置。

研究成果

自20世纪初提出植物细胞具有全能性，可以经过体外培养成为一棵完整植株的设想后，在20～30年代期间，一些学者的工作为组织培养技术奠定了基础。40年代以后，在控制组织和细胞分化的研究上有很大突破，发现了腺嘌呤、生长素的比例是控制芽和根形成的重要条件；激动素、生长素的比例对器官发生有调控作用。同时，胚状体培养成功，建立了液体悬浮培养程序等。60年代以后花药培养、离体受精、原生质体培养、细胞杂交等都陆续取得了一系列的研究成果。当前，组织培养作为生物工程一项重要技术，在基础理论研究和生产实践上正发挥巨大的作用。中国对组织培养工作的研究作出了重大贡献，特别是在胚胎培养和利用花药和花粉培养技术诱导单倍体的研究中，培育了烟草、水稻、小麦新品种，其中有的已用于大面积生产；蔬菜中的辣椒、番茄等，果树中的葡萄，苹果、柑橘等都培育出花粉植株，为育种开辟了途径。原生质体培养和细胞杂交，越来越受到国内外人们的重视。烟草、矮牵牛等十几种植物已得到了再生植株，有的还得到了体细胞种间杂种或属间杂种。木本植物檀香经悬浮细胞培养成再生植株已见报道。总的看来，虽然原生质体融合方面成功的例子还不多，但前景是美好的。在医药工业上，使细胞和组织培养物成为药物的来源已成为事实，近年来日本大量培养人参细胞，并提取其有效成分；德国培养洋地黄生产强心甙并进行生物转化，取得疗效高、毒性低的强心甙等。利用细胞培养可以筛选高含量有效成分的突变体，应用发酵技术进行工厂化生产。细胞和组织培养是生物工程中一项重要的技术，是“绿色革命”的一个重要部分，在充分利用丰富的植物资源，改造植物造福于人类方面它具有很大的潜力。