組織培養是指在無菌條件下，對植物的某一器官、組織，甚至細胞、原生質體等進行的離體培養。通過這一培養，可以對植物進行快速無性繁殖，尤其是種源缺乏或種子不易萌發，繁殖率低，週期長等情況下，此法有很大的優越性；還可用於培育優良品種，並將優良單株大量快速繁殖；另外，從藥用植物工業化生產的發展前景來看，利用細胞或原生質體培養，還可以直接生產有效成分，等等。以下將白芷目前組織培養方面的研究情況做一回顧。對進行了組織培養再生植株的研究：取2-3年生白芷植株的幼葉為外植體，以MS為基本培養基，附加水解酪蛋白0.5-1毫克/升，按需要加入2，4-D和BA。幼葉經0.1%昇汞液表面滅菌、無菌水浸洗後分別將葉片與葉柄切塊接種於含有不同濃度組合的2，4-D與BA的MS培養基上進行培養。培養溫度為25℃-28℃，光照用30W螢光燈，培養材料距燈管20-40厘米，每天照光10-12小時。
結果：白芷的葉柄為鬆軟的海綿狀組織，其外植體在含有不同激素的MS培養基上長期培養，未見啟動；幼葉葉片切塊在MS附加2，4-D 0.5-2 BA0.2毫克/升培養基上暗處培養70多天，獲得可轉接的愈傷組織，將其轉接到MS附加2，4-D0.01-0.1毫克/升 BA0.01-0.1毫克/升培養基上後，在光照條件下分化出珠狀結構的芽，其大小如豌豆，形似荸薺。進而幼葉2-3片破鞘狀體而出，基部長出粗狀的根，形成了完整的小植物；若轉接到低濃度的2，4-D與BA的MS培養基上，仍在暗處培養，則形成大量團狀愈傷組織，並從其局部分化出胚狀體，在光照條件下，胚狀體經不同發育時期形成再生植株。再生植株的移栽成活率可達100%，植株生長良好，能正常開花結實。對川白芷〔A.dahurica(Fisch.ex Hoffm.)Benth.et Hook.f.
var.formosana(Boiss.)Shan et Yuan〕進行了再生植株的研究。經多組實驗研究，最終選擇了葉軸為最佳外植體：取2年生川白芷生長健壯的植株，割取其葉軸部分，清水洗淨，用0.1%的昇汞液表面消毒12分鐘，無菌水漂洗5次，在無菌條件下切割接種在MS附加BA1、NAA0.5的培養基上，培養溫度為25±2℃，光照每天8小時，光照強度1500LX。培養25天後，出愈率達到100%，且愈傷組織質地較緻密，生長速度適中。繼續培養至60天後，芽分化率達98%，且綠色叢生芽量多，表現出生機旺盛。當試管苗長至約2.5-3厘米左右高時，從基部切下，接種在1/2MS NAA1、蔗糖減至1.5%的生根培養基上，約10天以後，從切口處開始產生白色突起，20天後多數刷把狀粗狀的根產生了，平均每株產根10-15條，生根率達95%以上；待根長至1.5-2厘米左右時，直接移出瓶外，洗淨其上的培養基，移入小缽中，先期罩一薄膜袋保濕，約一周後拿掉薄膜袋，每天澆一次水，二周後，移入田間，使其在自然條件下生長，移栽成活率100%。
在本實驗研究過程中還發現，川白芷組織培養中，加入2，4-D的效果不如NAA與BA結合使用的效果好；葉軸、葉柄為愈傷化明顯的外植體，而葉片與子葉啟動無效；光照下培養25天，愈傷化明顯，50天後便可獲得可轉接的愈傷組織。而在白芷經胚狀體途徑再生植株的實驗中，愈傷組織的生長有賴於2.4-D的加入，且認為葉片為理想的外植體，而葉柄則長期未見啟動；要獲得可轉接的愈傷組織需暗培養70多天。由此可見，不同種類的白芷在選擇外植體和形成愈傷組織的培養條件上是不相同的。
一、原生質體的游離和培養
將上述愈傷組織繼代6-8天後取出置於不銹鋼篩網上，用含5毫米ol/升Cacl2的0.6mol/升甘露醇溶液衝散，濾下單細胞，取網上細胞團，置於酶液中游離原生質體。酶液組成為：纖維素酶1.5% 離析酶0.5% 蝸牛酶(中國科學院生物物理研究所)0.5% 葡聚糖硫酸鉀0.3% Cacl2 5毫米ol/升 甘露醇0.6mol/升，pH5.8。在黑暗中保溫5小時，酶混合物經300目篩網過濾，濾液在500rpm下離心5分鐘，去掉酶液，收集原生質體並用含5毫米ol/升 Cacl2的0.6mol/升甘露醇洗滌2次，原生質體培養基洗滌1次，然後以2×10 5/毫升密度重新懸浮於培養液中，吸取0.8毫升懸浮液於直徑3.5厘米小培養皿中，加入0.2%瓊脂糖軟包埋培養。
原生質體培養基(MSIA)採用MS無機鹽及有機成分，附加葡萄糖90000毫克/升(以下單位同)、蔗糖10000，水解酪蛋白500、D-核糖250、D-木糖250、谷氨酰胺100、天冬氨酸20、甘氨酸2、半胱氨酸2、抗壞血酸2、椰乳20毫升。培養基中加入激素2，4-D 1 玉米素(Z)0.5。在MSIA中，培養到第7天，原生質體再生細胞開始分裂，15天左右形成十幾個細胞的細胞團。培養20天後，當有較多細胞團形成時，分作不同處理，添加不同滲透壓及激素組合的培養液。每10天加液1次，每次0.25毫升，最後一次添液後10天，觀察結果如下表：
不同的加液方法MSIA加液4次MSIA加液3次，MSIA加液1次MSIA加液3次，MSIA加液1次MSIA加液4次。
細胞團發育成球形胚比例（%）-60 -85-20 -15
球形胚大小1毫米以下10%大至1.5-2毫米3%大至1.5-2毫米1毫米以下
二、 體細胞胚的形成及植株再生
添加不同滲透壓及激素培養液對球形胚形成的影響
配製原生質體再生愈傷組織增殖培養基MSⅡ：MS 2，4-D0.5、蔗糖30克/升；體細胞胚發生發育培養基MSⅢ：MS、蔗糖20克/升；胚根發育培養基MSIV：MS NAA1、蔗糖20克/升。2個月左右，當原生質體再生的細胞團形成肉眼可見的球形胚及小愈傷組織後，將1.5-2毫米以上的球形胚直接轉入MSⅢ中繼續發育。其餘的培養物分別轉到MSⅡ及MSⅢ中增殖及分化。
在MSⅡ中，小愈傷組織繼續生長形成愈傷組織，1毫米以下的球形胚大多數形成多級胚聚合體，1.5-2毫米以上的球形胚變化不明顯。
在MSⅢ中，小愈傷組織開始時繼續生長，半月後變慢，最後分化出體細胞胚。1毫米以下的球形胚部分變褐；另一部分先形成多級胚，然後從多級胚團塊上先後長出較大的球形胚並發育成子葉胚。1.5-2毫米以上的球形胚體積增大，隨之長出子葉，形成子葉胚。
以上在MSⅡ中的愈傷組織，轉移至MSⅢ中，在表面上長出球形胚和子葉胚。不同來源的子葉胚在MSⅢ中長出綠色正常的葉片，但胚根極少發育，轉移到MSIV中誘導生根並發育成完整植株。取川白芷葉軸切段，用培養基MS 6-BA 1 NAA0.5，在25℃±2℃、1500LX、光照每天8小時條件下培養。當葉軸外植體塊上剛剛開始出現不定芽分化時(外觀為綠色芽點)，立即用無菌秋水仙液處理，最佳濃度0.025%，處理時間以24小時為宜。處理完將處理液及時倒出，用無菌水反覆沖洗，轉入新的培養基中繼續培養。由於處理液具有一定的毒性，所以在誘變過程中不定芽也有許多損傷，統計不定芽存活率約為53.3%，以存活率為基數的不定芽誘變率約為68.9%。經誘變處理的小苗從外觀和顯微特徵上均出現了多倍體的一些特徵，如葉片加厚，葉色深綠(含葉綠素數目增多)，氣孔增大，染色體數目從2n＝22增至2n＝44等。此實驗研究為白芷的多倍體培育探索了一條有效的途徑。
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