在分化期，細胞體積已定型，細胞壁增厚，呼吸作用和蛋白質合成稍為下降，細胞生長停止。細胞的分化是複雜的生物化學過程，其機理尚不清楚。組織培養的試驗提供了一些證據。
由愈傷組織誘導分化出根和芽，是由生長素和細胞分裂素含量的比值決定的。例如，在菸草愈傷組織培養中，當IAA/CTK比值高時，易形成根；當IAA/CTK比值低時，則易形成芽。其它植物的愈傷組織分化形成根和芽，也符合這一原則。GA/IAA比值的高低分別調控形成層產生韌皮部與木質部的組織分化。
試驗證明，各類植物激素對根的誘導都有影響。生長素呈促進效應，赤黴素和細胞分裂素起抑制作用（圖9-2），乙烯有促進作用。
在無菌培養的丁香愈傷組織中插入一小塊莖尖，結果在接觸點之下，可看到有零散的木質部管胞的分化（圖9-3）。用IAA代替莖尖，也有相同的效應。這說明生長素可誘導愈傷組織細胞分化出木質部。
丁香髓的愈傷組織誘導木質部和韌皮部分化的試驗證明，IAA和蔗糖的濃度可控制分化的方向，IAA濃度提高時，促進木質部分化；蔗糖濃度提高則促進韌皮部的分化。細胞分裂素對誘導維管束的形成，主要是對木質化過程有促進作用。
第二節 組織培養
植物組織培養（tissue culture）是指在無菌和人工控制的營養（培養基）及環境（光照、溫度等）條件下，將外植體（植物器官、組織或細胞）培育成植物的技術。由於組織培養所用的材料是離體的，減少了整體植物中複雜的相互關係；另外，在人工控制的條件下，可有意識地去選擇或設置一些能引起某種生理生化變化的因素進行處理，以便探索離體培養下組織和細胞的變化規律以及器官或組織形態建成的機理，因此克服了整體植物研究的困難。