在20世纪40年代和50年代，由于另外一类植物激素——细胞分裂素的发现，使得组织培养的技术更加完备。1948年，科学家在烟草茎切段和髓培养研究中，发现腺嘌呤或腺苷可以解除生长素对芽的抑制作用，并使烟草茎切段诱导形成芽，从而发现了腺嘌呤与生长素的比例是控制芽和根分化的决定因素之一。当这一比例高时，有利于形成芽；比例低时，有利于形成根。这一惊人的发现，成为植物组织培养中控制器官形成的激素模式，为植物组织培养作出了杰出贡献。随后，在寻找促进植物细胞分裂的物质中，Miller等人发现了激动素，它和腺嘌呤有同样作用，可以促进芽的形成，而且效果更好。从那以后，都采用激动素或其类似物，如6-苄基腺嘌呤玉米素、Zip等代替腺嘌吟，从而把腺嘌呤／生长素公式改为根芽分化与激动素／生长素的比例有关。后来证明，激素可调控器官发生的概念对于多数物种都可适用，只是由于在不同组织中这些激素的内源水平不同，因而对于某一具体的形态发生过程来说，它们所要求的外源激素水平也会有所不同。1956年，在Steward等进行胡萝卜根愈伤组织的液体培养研究，发现其游离组织和小细胞团的悬浮液可长期继代培养，并于1958年以胡萝卜根的悬浮胞诱导分化成完整的小植株，从而证实了半个多世纪前哈布兰特提出的植物细胞全能性假说。这一成果大大加速了植物组织培养研究的发展。1965年Vasil等从烟草的单个细胞发育成了一个完整的植株，进一步证实了植物细胞的全能性。由于控制细胞生长和分化的需要，对培养基、激素和培养方法都进行了大量研究，研究出了MS（Murashige&；Skoog，1962）、White（1963）、B5（Gamlorg等，1968）等广泛用于不同植物组织培养的培养基，也创立了多种培养方法，如微室悬滴培养法、看护培养法等。在这一阶段，技术上的突破为植物组织培养应用于农业、工业、医药等打下了良好的基础。这一阶段是植物组织培养的最关键时期，使之达到成熟的阶段，从而使植物组织培养进入黄金时期。
第四步：植物组织培养的全盛阶段。
据国国科学家罗士韦统计，在20世纪60年代初期，全世界还只有十几个国家的少数实验室从事组织培养研究，但到了20世纪70年代，植物组织培养领域仍然空白的国家已经屈指可数。由于有了前面的理论基础和技术条件，加之在20世纪60年代用组织培养快速繁殖兰花获得巨大成功之后，极大地推动了植物组织培养的全面发展，微繁技术得到广泛应用。继兰花工厂化繁殖成功之后，快速繁殖开始用于重要的、经济价值高的、名特优作物新品种，如甘蔗、香蕉、柑橘、咖啡、苎麻、玫瑰、郁金香、菊花、牡丹、康乃馨、桉树、泡桐等。继马铃薯脱毒苗的研究成功，又能生产草莓、葡萄、大蒜、苹果、枣树等大量无性繁殖植物的脱毒苗应用于生产。仅据20世纪80年代初的统计，植物组织培养进行的无性繁殖所涉及的植物就已达数千种。
植物组织培养有着广阔的应用前景，这已为近年来日益增多的实践所证实。随着研究的深入，组织培养将会显示更多的作用。
首先，在人工种子的研究与产生方面。由于植物组织培养过程中发现有体细胞胚胎产生（在形态上类似于合子胚），如果给这种体细胞胚包上一层人工胚乳，那么就能得到人工种子，人工种子在适当条件下也能像普通种子一样萌发并生长。大量繁殖体细胞胚并制成人工种子为无性繁殖开辟了崭新的领域。建立并发展人工种子技术可以快速繁殖一个优良品种或杂种，以保持它们的优良种性和整齐度。一些名贵品种、难以保存的种质资源、遗传性不稳定或育性不佳的材料，均可采用人工种子技术进行繁殖。人工种子体积小，仅几毫米，而通常离体繁殖的体是十几或几十厘米。繁殖体小的人工种子、贮藏和运输均十分方便，而且可以像天然种子那样用机械在田间直接插种。
其次，在与基因工程结合的研究与应用方面，近年来由于通过基因工程克隆了大量有用产物的基因，特别是干扰素、胰岛素等药物已达到工业化生产的规模，植物学科受到前所未有的震动，许多生物学家和生物化学家着手开始基因工程研究，试图按人们的需要来定向地改良作物。如将抗病、抗虫、抗盐碱的基因或增强农作物光合作用的基因导入一些重要的作物中，并通过组织培养进行无性繁殖来扩增所获得的具有优良性状的植株，从而尽快应用于生产中产生经济效益。目前已有抗虫棉、抗病毒的烟草用于大田实验，引起了各方的广泛关注。科学家预言，21世纪作物的产量将大幅度提高，作物的品质将得到飞跃性的改良。
再次，在生产有用产物的研究与应用上，组织培养也有广阔的前景。植物几乎能生产人类所需要的一切天然有机化合物，如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料等，而这些化合物都是在细胞内合成的。因此，通过植物组织培养对植物的细胞、组织或器官进行无性繁殖，在人工控制的条件下有可能生产这些化合物。这个目标一旦实现，就会改变过去靠天、靠阳光种植作物的传统农业，而成为工厂化农业生产，从而摆脱老天爷的支配，并为人类进军其他星球建立空间工厂化农业来提供粮食、药品等打下坚实基础。这种神奇的理想，随着科技的发展一定能够实现。因为目前通过单细胞培养生产蛋白质已获成功，日本用发酵罐生产紫草宁已达工业化生产规模；在利用细胞培养生产活性成分领域的研究正方兴未艾。
像胡萝卜和烟草等植物的细胞悬浮物，在-20℃至-1%℃的低温下贮藏数月，尚能恢复生长，再生成植株。如果我国南方的橡胶资源库能通过这种方法予以保护，那么橡胶资源库将为生产和研究提供源源不断的原材料。
最后是理论研究上的应用。理论是在实践的基础上总结并发展起来的，对实践具有一定指导作用，同时实践的发展又能推动理论研究的深入及更新。植物组织培养作为一门技术，在植物学的各个方面都得到了广泛应用，推动了植物遗传、生理、生化和病理学的研究，它已成为植物科学研究中的常规方法。
花药和花粉培养获得的单倍体和纯合二倍植物，是研究细胞遗传的极好材料。在细胞培养中很易引起变异和染色体变化，从而可得到作物的新类型，为研究染色体工程开辟新途径。
细胞是进行一切生理活动的场所，植物组织培养有利于了解植物的营养问题，对矿物质营养、有机营养、植物激素的作用机理等可进行深入研究，比自然条件下的实验条件易于控制，更能得出有说服力的结论。
采用细胞培养鉴定植物的抗病性也会变得简便有效，能很快得到结果。
动物克隆技术
克隆为无性繁殖，即不需要精子参与，细胞或动物个体数量就可不断地繁殖增多，好像是一种工业产品按一定模型不断复制一样，以这种方式复制出来的动物外形、性能和基因类型等完全一样。
我们都知道包括人类在内的高等动物，严格按照有性繁殖的方式繁衍后代，即分别来源于雌雄个体的卵细胞和精子细胞融合，形成受精卵，受精卵经过不断分裂最后孕育成一个新的个体。也就是说，在高等动物体内，只有受精卵能够实现细胞的全能性。这种有性生殖的后代分别继承了父母各一半的遗传信息。
鉴于此，科学家们设想，能不能借受精卵，甚至卵细胞实现动物细胞的全能性，使高等动物进行无性繁殖，获得大量完全相同的动物“拷贝”。
我们已经知道，克隆为无性繁殖，即不需要精子参与，细胞或动物个体数量就可不断地繁殖增多，好像是一种工业产品按一定模型不断复制一样，以这种方式复制出来的动物外形、性能和基因类型等完全一样。该项技术可以迅速加快良种家畜的繁殖，使大力发展畜牧业呈现出广阔的前景，也为发育生物学、遗传学等学科的研究和发展，进一步揭示生命的奥妙广开门路，提供非常美妙的方法。目前克隆哺乳动物的方法由简单到复杂有以下几种：
（1）胚胎分割
将未着床的早期胚胎用显微手术的方法一分为二、一分为四或更多次地分割后，分别移植给受体内让其妊娠产仔。由一枚胚胎可以克隆为两个以上的后代，遗传性能完全一样。胚胎二分割已克隆出的动物有小鼠、家兔、山羊、绵羊、猪、牛和马等。我国除马以外，以上克隆动物都有。胚胎四分割的克隆动物有小鼠、绵羊、牛。我国胚胎四分割以上克隆动物均有。
（2）胚胎细胞核移植
用显微手术的方法分离未着床的早期胚胎细胞（分裂球），将其单个细胞导入去除染色质的未受精的成熟的卵母细胞，经过电融合，让该卵母细胞胞质和导入的胚胎细胞核融合、分裂、发育为胚胎。将该胚胎移植给受体，让其妊娠产仔。理论上讲，一枚胚胎有多少个细胞，就可克隆出多少个后代。亦可将克隆出胚胎的细胞再经过核移植连续克隆出更多的胎，得到更多的克隆动物。目前胚胎细胞核移植克隆的动物有小鼠、兔、山羊、绵羊、猪、牛和猴子等。我国除猴子以外，其他克隆动物都有，亦连续核移植克隆山羊。该技术比胚胎分割技术更进了一步，将克隆出更多的动物。因胚胎分割次数越多，每份细胞数越少，发育成个体的能力越差。
（3）胚胎干细胞核移植
将胚胎或胎儿原始生细胞经过抑制分化培养，让其细胞数成倍增多，但细胞不分化，每个细胞仍具有发育成一个个体的能力。将该单个细胞利用以上核移植技术，将其导入除去染色质的成熟的卵母细胞内克隆胚胎，经移植至受体，妊娠、产仔、克隆动物产生。从胚胎理论上讲，可以克隆出成百或更多的动物，比以上胚胎细胞核移植可克隆出更多的动物。目前只有小鼠分离克隆出胚胎干细胞系，克隆出小鼠。牛、猪、羊、兔只分离克隆出胚胎类干细胞。该细胞移植已克隆出牛、猪、兔和山羊的后代。我国已分离出小鼠胚胎干细胞系，有嵌合体小鼠产生；已分离出兔、牛和猪胚胎类干细胞，传代两代，但还未能产出个体。
（4）胎儿成纤维细胞核移植
由妊娠早期胎儿分离出胎儿成纤维细胞，采用如上核移植的方法克隆出胚胎，经移植受体，妊娠仔，克隆出动物个体。目前只有英国报道已克隆出了3只山羊。