利用植物细胞的全能性，可以培养出许多细胞，随着细胞反复的分裂，培养中的愈伤组织和悬浮细胞一段时间后重新开始分化，产生不同类型的细胞。如：薄壁细胞、纤维细胞、导管和管胞、毛状细胞、石细胞及色素细胞。在显微镜下易被观察到的是有加厚的次生细胞壁的导管。因此，当纤维细胞、导管和管胞、木质部等发生分化的过程也就是新植株重建的过程。在自然状态下植物中的细胞和组织的分化是按照固定的途径和方式进行的。但在组织培养的愈伤组织中，细胞分化却在很大程度上取决于外界环境因素。在特定的培/条件下，愈伤组织的薄壁细胞可以保持在同一状态下，而不出现分化。通过改变各种环境因子，如温度、光照、培养基成分诱导和控制细胞分化。在实际生产中对细胞分化影响最大的物质是生长素和蔗糖。此外，有证据表明细胞分裂素和赤霉素也参与木质部的形成。一般说来，低浓度的生/素对木质部的形成有刺激作用，但超过一定水平后，木质部的分化程度和生长素的含量就呈现反比的关系。另外，生长素对维管组织分化的影响似乎与糖的存在有密切联系。

在较低的生长素水平下，愈伤组织中木质部和韧皮部组织的相对形成量可以通过改变培养基中蔗糖的浓度而得到控制。例如，当琼脂中含有0.05mg/L IAA和1%蔗糖时，Syringa愈伤组织中仅出现少量的木质部成分。如果IAA水平保持不变，将蔗糖浓度<高1倍，木质部的形成量就较多，同时有少量韧皮部出现。当蔗糖浓度达到2%~4%时，木质部和韧皮部组织同时分化。假如把蔗糖进一步提高到5倍，愈伤组织中形成的维管组织的主要成分是韧皮部，仅有少量木质部。另外，有的双糖如麦芽糖和海藻糖（Trehalose）对植物愈伤组织中的导管<化有促进作用，而葡萄糖、果糖和其他单糖则没有这样的作用。细胞分裂素对木质部分化的促进效应往往是与生长素协同作用而产生的。在百日草（Zinnia elegans）的单细胞培养中，细胞分裂素和生长素的共同使用也促进导管成分的分化。赤霉素和生长素之间的相互作用也能对木质部的<化产生积极作用。

无论是在离体还是在活体条件下，植物细胞分化的研究重点是维管组织的分化，特别是木质部成分的分化。由于技术上的困难，对韧皮部分化过程的研究较少。在经过离析的植物组织中，导管分子很容易染色，但小而纤细的筛管却不行。导管分子的分化过程现在已成为研究植物组织培养中细胞分化问题的一个模式系统。

在一个完整的植株中，组织分化是以一种固定的方式进行的，这种方式在不同物种和不同器官中各有不同的特征。在某些已知的条件下，愈伤组织培养物可保持纯薄壁组织状态，不具有任何维管成分，这种愈伤组织 研究各种理论因子对维管组织分化过程的影响是一种很有价值的系统。

现在已知，生长素和蔗糖是对维管组织分化过程有显著影响的两种物质，它们能从质和量两个方面影响维管组织的分化。某些证据还指出，细胞分裂素和赤霉素也可能与木质部分化过程有关。

法国植物学家Camus（1949）曾把小的营养芽嫁接在一种菊苣属植物根的培养物的上表面，几天之后，在芽下的薄壁组织中分化出了维管束。这些维管束将芽的维管组织与外植体中的维管组织连接在一起。即使在嫁接点上放置一张玻璃纸，切断了愈伤组织和芽之间的直接接触，维管组织的分化依然发生。这表明，芽对维管组织分化的刺激作用必然是由一种或几种扩散性的化学物质引起。这个发现后来被Wetmore和Sorokin（1955）所证实。他们利用洋丁香未分化愈伤组织作为试验材料，其中完全购维管成分。他们把鲜重为400mg的愈伤组织块置于一种培养基上，这种培养基所含的成分不利于维管组织的分化。愈伤组织的上表面被修整得相当平滑，上面割开一个V形缺口，然后把一个营养芽的下端削成楔形，嵌在愈伤组织表面的缺口之中。为了防止嫁接点变干，在嵌入营养芽之前，褂貌缓任何营养成分的1%琼脂灌入缺口。此后20~30d之内，处在芽下面的愈伤组织细胞在芽的诱导下发生了分裂，结果先由一些细胞形成了若干短的立柱状结构，后来即发育成环状维管组织。含有蔗糖和生长素的琼脂能有效地取代芽的作用，同样能够诱导维管组织的分化。

一般来说，低浓度的生长素能刺激木质部的发生，生长素浓度和木质部分化过程之间存在着一种反比关系。在洋丁香愈伤组织中，改变生长素浓度还 导致维管组织分化位置的变化。

生长素对维管组织分化所起的作用看来在很大程度上取决于糖的存在。当培养基中生长素含量低时，通过改变蔗糖含量，即可改变洋丁香和菜豆愈伤组织块中所形成的木质部和韧皮部的相对数量。在洋丁香中，如果灌入到愈伤组织顶面缺口里的琼脂含有0.05mg/L IAA和1%蔗糖，在愈伤组织中只能形成数量很的木质部分子。若保持生长素浓度不变，而把蔗糖水平提高到2%，则有利于木质部的形成，但韧皮部却很少形成甚至不形成。在蔗糖含量为2.5%~3.5%时，木质部和韧皮部都能分化，而当蔗糖含量4%时，所形成的维管组织中只是韧皮部，很少或没有木质部。与洋丁香不同，在爬山虎悬浮培养中，当蔗糖含量一直增加到8%时，木质部分子也随之增加。不同的园艺植物影响木质部的形成所需的蔗糖含量不同。对于爬山虎木质部发生来说，蔗糖含量直到1.5%时仍然没有什么效果，而这一含量在洋丁香中却正处在最适含量的附近。

试验证明，除了蔗糖之外，属于二糖的麦芽糖和海藻糖也能刺激某些植物愈伤组织导管的分化。葡萄糖、果糖和其他单糖则无刺激作用。在有生长素存在条件下的，蔗糖可能起着一种几=像激素一样的作用。

除生长素外，细胞分裂素、赤霉素或它们的配合使用，对维管组织或其组成分子的分化有着明显的影响。在烟草愈伤组织的培养中，伯格曼（Bergmann L.,1964）观察到激动素可以增加愈伤组织中管胞形成的比例，在合适的浓度下，几乎可以使管胞数目增加100培。若在含有5%椰子汁的培养基中加入1mg/L激动素，能使导管分化提30%。激动素对木质部及其组成分子的诱导作用，据认为这是激动素通过改变糖的代谢途径，从而促进了木质素前身的合成而起作用的。Bornman（1974）还报道，对于烟草愈伤 组织木质部发生来说，在IAA和激动素之间存在着一种协同作用。其他一些报道也表明，生长素和细胞分裂素可能都与导管分子的分化有关。在一种只含有生长素的培养基中，有两个在根中含有玉米素的胡萝卜品种无论在光下还是在黑暗中都能分化出导管分子。在同样的培养基中，另外两个根中不含玉米素的胡萝卜品种则只有在光下才能形成导管分子。对于后两个品种中的一品种已证明，光能导致玉米素的合成。由此可知，在这些系统中，细胞分裂素对于木质部发生具有肯定的作用。Shininger等于1975年研究发现，在具有生长素和细胞分裂素的培养基上，豌豆根端培养5~7d后就有管胞分子的分化，同时，发现根皮层细胞中管胞的分化率与细胞分裂素的浓度呈正相关。

不过，Morel（1965）和Fadia（1967）在分别以向日蔡和亚麻为材料所做的实验中，并未看到激动素对木质部发生有任何刺激作用。而对洋紫苏茎创伤导管的形成来说，激动素甚至有抑制作用。Fosket和Roberts（1964）认为，这种抑制作用是由于在激动素的影响下外植体中生长素的极性运输发生紊乱所致。此外，据报道，对于木质部分化来说，在生长素和赤霉素之间存在着一种刺激性的相互作用，它们协同促进管胞的形成。

有关物理因子对维管分化的作用研究很少。在向日蔡中，温度若低于17℃，导管分子不能分化，在17~31℃的范围内，木质部的形成随温度的增加而增加。另外，光对洋紫苏创伤导管的分化有刺激作用。在不同胡萝卜品种的组织培养中，有的品种在加有生长素的培养基上进行暗培养时，无维管组织形成，如果在光下培养时则可分化出导管分子。