植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性。这一理论认为，植物体的每一个细胞都携带一套完整的基因组，并具备发育成为完整植株的潜在能力。在适宜的环境条件下，植物细胞可以通过分裂和分化再生成一个新的植株。
植物组织培养技术利用植物体离体的部分（如根、茎、叶、茎尖、花、果实等）、组织（如形成层、表皮、皮层、髓部细胞、胚乳等）或细胞（如大孢子、小孢子、体细胞等）以及原生质体，在无菌和人工培养基中进行培养，诱导出愈伤组织、不定芽、不定根，最终形成完整的植株
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