組織培養的理論基礎是植物細胞具有全能性。所謂全能性，是指壹個物體的任何壹個細胞都攜帶壹套發育成完整植株的所有遺傳信息。在體外培養中，這些信息可以被表達以產生完整的植物。盡管完整植物的每個活細胞都保持著潛在的全能性，但由於其環境的限制，它是相對穩定的。植物的這種分化是正常的分化。
當體外組織或器官在培養基中培養時，這些體外組織或器官會發生細胞分裂，形成無定形狀態的高度液泡化的薄壁細胞，稱為愈傷組織。從高度分化的植物組織或器官形成愈傷組織的過程被稱為植物細胞的去分化。
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