Идея о возможности культивирования клеток вне организма - in vitro - была высказана по клеток растений. Однако впервые в культуру был введен клетки животных. Исследователям долго не удавалось культивировать
растительные клетки на искусственных питательных средах. Успехов в этой области достигли в 30-х годах ХХ века, а бурного развития новое направление исследований приобрел в 60 - 70-х годах того же века. В истории развития этого метода можно выделить несколько периодов.
Период с 1892 по 1902 - первые работы в области развития метода культуры изолированных тканей растений. Этот период связан с именами трех выдающихся немецких ученых: Х. Фьохтинга, К. Рехингера и Г. Габерландт. Не получив экспериментальных успехов, эти исследователи выдвинули ряд идей и гипотез, которые были реализованы значительно позже.
Х. Фьохтинг, изучая явление полярности у растений, пробовал выращивать in vitro небольшие кусочки растительных тканей. Он показал, что полярность присуща даже самым маленьким фрагментам ткани и предположил, что она является свойством самой растительной клетки.
К. Рехингер помещал сегменты стебля тополя, кусочки корня свеклы и одуванчика на влажную поверхность фильтра и наблюдал процесс калюсоутворення. Уменьшая размер эксплантаты, он определил минимальный размер фрагмента, способного образовывать Калюс.
Г. Габерландт впервые высказал идею о возможности культивирования in vitro изолированных клеток растений и предложил гипотезу о тотипотентность любой живой растительной клетки. Однако его собственные попытки культивировать на искусственной питательной среде группы клеток палисадная паренхимы листа, эпидермы традесканции были неудачными. Расчет Г. Габерландт на то, что хлорофиллоносных клетки паренхимы обеспечат себя органическими веществами за счет фотосинтеза был ошибочным. Полностью дифференцированные ткани, клетки которых потеряли эмбриональную активность, не росли и не давали новообразований in vitro, а способа их дедиференциации Г. Габерландт не нашел, фитогормоны в то время еще были неизвестны.
Период с 1902 по 1922 годы характеризуется многочисленными попытками подобрать оптимальное питательную среду и условия благоприятны для культивирования in vitro изолированных органов, тканей и клеток растений.
В этот период были получены первые результаты по культивированию тканей животных на питательных средах с добавлением сывороток. Однако попытки вырастить изолированные ткани растений на средах с добавлением экстрактов растительных тканей были неудачными. Ошибкой всех этих исследований было то, что все ученые использовали высоко специализированные растительные ткани. Именно удачный выбор объекта определил успехи В. Робинса и Котте, которые в 1922 году одновременно и независимо друг от друга показали возможность культивирования на искусственной питательной среде меристемы кончика корня томатов и кукурузы. Эти опыты можно считать началом применения метода культуры изолированных органов растений.
Период с 1932 по 1939 годы начинается с работ американского исследователя Ф.Уайта и французского Р.Готре. Успех этих исследователей обусловили удачный выбор объектов исследования и тщательный подбор состава питательной среды для культивирования. Они повторили опыт В.Роббинса и Котте и показали, что изолированные корни могут расти в культуре неограниченно долго, если их кончики периодически пересаживать на свежий питательную среду. Способность к неограниченному росту при субкультивуванни была продемонстрирована позже этими же авторами для каллусных ткани камбиального и паренхимных происхождения, а также для тканей растительных опухолей. Это открытие дало новый толчок в работе по культуре растительных тканей.
В период с 1940 по 1960 гг увеличилось количество видов растений, ткани которых выращивали in vitro. Их список составил 142 вида. Длительно пересаджувани культуры успешно получали из различных органов и тканей растения. Были разработаны составы питательных сред, изучено значение макро-и микроэлементов для поддержания нормальной ростовой активности ткани. Обнаружена потребность культур в витаминах и стимуляторах роста. Оценено значение натуральных экстрактов типа эндосперма кокосового ореха, каштана, кукурузы и других растений для поддержания неорганизованного клеточного роста и стимуляции процессов органогенеза и соматического эмбриогенеза в культуре каллусных тканей и клеточных суспензий. Именно в работе с культурой тканей в 1955 году открыт новый класс фитогормонов - цитокинины и показано их значение для деления клеток in vitro и индукции стеблевой морфогенеза.
В этот период разработан метод получения и выращивания больших масс клеточных суспензий и метод культивирования отдельной, выделенной из суспензии клетки, деление которой индуцируется с помощью ткани-няньки.
Период с 1960 по 1975 гг Важнейшим событием этого периода была разработка Е.К. Кокингом метода получения изолированных протопластов из ткани корня и плодов томатов путем обработки их смесью пектолитичних и целюлитичних ферментов. Позже И.Такебе с сотрудниками подобрали условия культивирования изолированных протопластов, при которых они образуют новую клеточную стенку, делятся и дают начало клеточным линиям, способным в ряде случаев к морфогенеза. Впервые получены и изучены растения-регенерантов табака, которые были сомаклональной вариантами исходной формы.
Одновременно изолированные протопласты еще не образовали клеточную стенку, были использованы для разработки методов гибридизации соматических клеток путем слияния протопластов с помощью полиэтиленгликоля (ПЭГ) и введение в них вирусной РНК, клеточных органелл, клеток бактерий.
Первые соматические гибриды были использованы как модели для изучения поведения ядерного и цитоплазматического геномов партнеров в гибридных клеточных линиях и в потомстве соматических гибридов растений.
В этот же период французским ученым Ж.Морелем разработан метод культуры меристем, который позволяет получать безвирусные растения. С помощью этого метода оздоровлены растения размножаются с высоким коэффициентом.
Период с 1976 года и сегодня - разработан метод електрозлиття изолированных протопластов (U.Zimmerman, 1983) и методы селекции гибридных клеток. С использованием изолированных протопластов и векторов, основанных на Ти-и Ri-плазмид Agrobacterium tumefaciens и A.rhizogenes разработан эффективный способ переноса генов для двудольных растений. Разработан метод баллистической трансформации или микробомбардування, который эффективно применяется и для однодольных растений.
Методы мутагенеза и клеточной селекции, получения сомаклональной вариантов применяют для создания новых форм и сортов сельскохозяйственных растений.
Методы скрининга биохимических мутантов привели к появлению более производительных и приспособленных к условиям культивирования клеточных штаммов, используемых в промышленности.
В Украину экспериментальные работы по культивированию тканей растений начатые 1949 рок в Институте физиологии растений АН УССР. Здесь в управляемым профессором Ф.Л.Калининим отделе роста и развития проведены работы по изучению физико-химических и биохимических механизмов опухолевой трансформации растительных клеток, микроклонального размножения и др..
Активное развитие различных направлений биотехнологии растений приходится на 70-80 годы. В этот период в Институте ботаники имени М.Г. Холодного под руководством академика К.М.Ситника проводятся оригинальные работы по гибридизации протопластов и клеточной селекции.
Сегодня теоретические и практические аспекты биотехнологии решаются в ряде научных и высших учебных заведений. Среди них - Институт клеточной биологии и генетической инженерии НАН Украины, Институт физиологии растений и генетики НАН Украины, Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины, Институт картофелеводства УААН, Институт садоводства УААН, Институт сахарной свеклы УААН, Государственный Никитский ботанический сад и другие. Украинскими учеными охвачено широкий круг исследований, которые имеют большое значение для развития отечественной и мировой биотехнологии.