植物实验胚胎学起始于20世纪初，研究方法以离体培养为主。比利时植物学家J.马萨尔^[注]观察到某些植物的胚珠在石松小孢子、死花粉块、花粉提取物被处理后会膨大。随后，人们尝试用不同的培养基对植物生殖器官进行离体培养。例如，离体培养辣根晚期胚并得到幼苗，体外花粉萌发长出花粉管，体外培养小孢子获得单倍体植株等。印度植物学家B.M.Johri^[注]主编的《维管植物实验胚胎学》（Experimental Embryology of Vascular Plants）于1982年出版，书中介绍了蕨类、裸子和被子植物实验胚胎学，总结了被子植物离体培养的实验进展，其中包括花、花药、子房、胚珠、珠心、胚胎、胚乳和原生质体等的离体培养，探讨了花粉-雌蕊相互作用和受精过程的控制。20世纪中后期，随着遗传学、分子生物学和细胞生物学的发展，以及透射电镜、扫描电镜和荧光标记等技术的出现，植物实验胚胎学的研究转向了对植物发育调节机制的探索。通过芥菜原胚体外培养技术结合突变体研究，刘春明等于1993年发现生长素的极性运输调控胚胎子叶原基发生的位置，决定了球形胚到心形胚发育过程中胚胎从辐射对称到两侧对称的转变。此后的研究结果表明，这种由生长素极性运输介导的器官发生在高等植物的根、茎、叶等原基发生过程中普遍存在。模式植物拟南芥胚胎在发生过程中，细胞分裂和形态建成按照固定的模式进行（见图），便于研究细胞命运决定的调控机制。大量拟南芥胚胎发育相关研究工作表明，转录因子、酶、细胞表面受体、植物激素和多肽等信号分子在其生殖过程中起重要调控作用。

拟南芥胚胎发生示意图

主要研究内容是解析植物有性生殖的调控规律，并应用于园艺、育种、濒危物种保护等方面。植物实验胚胎学研究的一个难点是植物的胚胎总是被母体组织包裹，难以分离出非常早期（例如合子期）的胚胎，但已有拟南芥早期胚胎分离的报道。伴随着单细胞测序技术的发展，植物实验胚胎学研究逐渐向分子生物学和组学水平拓展。

早期胚胎离体培养，特别是胚胎挽救（embryo rescue），帮助园艺学家和育种家解决了远缘杂交因胚胎败育而不能获得后代的问题。此外，小孢子离体培养获得的单倍体植株可以通过秋水仙素处理快速获得能稳定遗传的纯合体，大大提高了育种效率。植物实验胚胎学还帮助人们了解了植物有性生殖的规律。现代植物实验胚胎学结合体内和体外实验、突变体筛选和基因编辑技术，从基因组、基因转录和翻译水平等多层面解析了植物有性生殖过程的调控机制，这一领域的研究将为分子育种及现代农业奠定理论基础。

尽管植物实验胚胎学研究已深入到分子水平，但研究材料仍以模式植物和少数经济作物为主。现代实验技术在更多物种实验胚胎学中的应用将有助于人们更好地了解植物的发育与进化规律，服务农业生产。