在組培中，主要目標是誘導愈傷組織形成和形態發生，使一個細胞、一塊組織或一個器官的細胞，通過脫分化形成愈傷組織，並再分化成植株。
其整個過程大致可分為起動期、分裂期、分化期和形態發生期等四個時期。
愈傷組織的形成
植物的部分在離體培養中，接受各種因素作用，細胞會發生分裂而脫分化，經持續分裂增殖成細胞團，並進一步分化發展成為不受親體外植體影響的典型愈傷組織，
愈傷組織用處：除了可植株再生培養外。可轉移到新鮮的相同培養基上培養而長期保存，或在液體培養基中進行懸浮培養而迅速增殖，用於大規模生產有用化合物；或用於細胞培養篩選無性係；或用於原生質體培養等；
從單個細胞或一塊外植體形成典型的愈傷組織，大致要經曆三個時期：
（一） 誘導期
是細胞準備恢複分裂的時期。
特點：處在靜止狀態的成熟細胞通過一些刺激因素和激素的誘導作用，使其合成代謝活動加強，迅速進行蛋白質和核酸物質的合成。細胞大小變化不大。
誘導期的長短，因植物種類和外植體的生理狀況和外部因素而異。如有的植物（菊芋）的誘導期隻要一天，而有的植物（胡蘿卜）需要幾天。
影響因素：1)CO2對誘導分化有抑製作用。2)機械損傷能誘導細胞開始分裂，如傷口往往出現愈傷組織。3)外源生長物質(NAA、IAA和細胞分裂素)等對誘導細胞開始分裂。
誘導原理：靜止細胞是具有分裂潛力的，隻是被存在著的一類抑製劑所抑製，如果除去抑製物質，就可恢複分裂能力。這些抑製物質的作用是阻礙DNA複製，若加入抵消抑製劑影響的物質，那麽細胞就立即進行DNA複製，全部細胞進入合成期，並發生同步分裂。
誘導期代謝變化：1)在切離和培養後的幾秒鍾內，細胞的氣體交換迅速增加。2)多聚核糖體的不斷增加，到有絲分裂前，每個細胞中的RNA含量增加到30%。3)蛋白質也發生周期性積累，每個分裂細胞的總增加量約為200%。4)酶活力增加，DNA聚合酶活力增加；與代謝有關的酶類，如己糖激酶和一些脫氫酶的活力增加。
（二）分裂期
指細胞通過一分為二的分裂，不斷增生子細胞，即發生脫分化的過程。
特點：
1． 細胞的數目迅速增加。胡蘿卜培養7天後，細胞數可增加10倍。
2． 每個細胞平均鮮重下降。這是由於細胞鮮重的增加不如細胞數目的增加快的緣故。
3． 子細胞具體積小，內無液泡的特點，和根莖尖的分生組織細胞一樣。
4． 細胞的核和核仁增大到最大。
5． 細胞中 RNA含量減少，而DNA含量保持不變。
6． 組織的總幹重、蛋白質和核酸含量逐漸增加，新細胞壁的合成極快。
此時愈傷組織的形態特征：細胞分裂快，結構疏鬆，缺少有組織的結構，維持其不分化的狀態。
分化命運：如果在原培養基上繼續培養，細胞將不可避免地發生分化，產生新的結構，但是把它及時轉移到新鮮的培養基上，則愈傷組織可無限製地進行細胞分裂，而維持其不分化的狀態。
影響因素：脫分化因植物種類和器官及其生理狀況而有很大差別，如煙草、胡蘿卜等脫分化較易，而禾穀類的脫分化較難；花器脫分化較易，而莖葉較難；幼嫩組織脫分化較易，而成熟的老組織較難。
（三）分化期
細胞停止分裂，內部發生生理代謝變化，導致細胞在形態和生理功能上的分化，出現形態和功能各異的細胞。
主要特征：
1．細胞分裂部位和方向發生改變。分裂期的細胞分裂局限在組織的外緣，主要是單周分裂；在分化期開始後，愈傷組織表層細胞的分裂逐漸減慢，直至停止。愈傷組織內部深處的局部地區的細胞開始分裂，使分裂麵的方向改變了，出現了瘤狀結構的外表和內部分化。
2．分生組織瘤狀結構和維管組織的形成。當愈傷組織生長速度減慢時，就形成由分生組織組成的瘤狀結構，它變成不再進一步分化的生長中心，而在其周緣產生擴展的薄壁細胞。瘤狀結構團團地散布在愈傷組織塊中。這時形成了維管組織，但不形成維管係統，而呈分散的節狀和短束狀結構，它可單由木質部組成，也可由木質部、韌皮部乃至形成層組成。細胞分裂素促進維管化組織形成。
3．細胞的體積突然不再減小。保持相對不變。
4．出現了各種類型的細胞。如薄壁細胞、分生細胞、管胞、石細胞、纖維細胞、色素細胞、毛狀細胞、細胞絲狀體等。
5．生長旺盛的愈傷組織一般呈奶黃色或白色，有光澤，也有淡綠色或綠色的；老化的愈傷組織多轉變為黃色甚至褐色。
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