所谓细胞工程，就是应用细胞生物学和分子生物学的方法，在细胞水平进行的遗传操作。它的建立是与细胞融合现象的发现及其研究密切相关的。最早是由马勒在1838年报道了他在脊椎动物肿瘤细胞中观察到了多核现象。当时，人们的传统知识是一个细胞只有一个细胞核，因此多核现象的发现虽引起人们广泛的兴趣，但一般认为这只是一种特殊的事例。1849年罗宾在骨髓中也发现了多核现象的存在，1855～1858年，科学家们在肺组织和各种正常组织及发尖和坏死部位都发现了多核细胞。这样，自然界中广泛存在着多核细胞的事实，才被生命科学工作者们普遍接受。

    为什么在自然界中会出现一个细胞具有多个细胞核的现象呢？1859年A?巴里在研究粘虫的生活史时发现，某些粘虫存在着由单个细胞核融合形成多核的原生质团的情况。据此，他认为多核细胞是由单个细胞彼此融合而成的。然而，用实验的方法直接证明细胞融合现象，则是在细胞培养技术建立后才得以实现。

    自从哈林1907年介绍了动物细胞的组织培养方法之后，人们运用此种技术对动物组织培养中的细胞融合现象作了许多观察。其中一个突出的成就是，发现麻疹病毒能够诱导培养的动物细胞融合成多核胞体。1959年奥凯达的研究工作证明，利用高浓度的HYJ病毒，能够使悬浮培养中的动物肿瘤细胞迅速地融合起来，形成多核的巨细胞。随后大量的研究证明，培养的动物细胞既能彼此自发地融合，也能通过一些病毒的诱导作用而随机地融合。尤其是证明了不同来源的（不同细胞株）两种动物细胞，经过混合培养可以产生出新型的杂交细胞，从而为培育具有双亲优良性状的新生命类型的细胞工程奠定了技术基础。

    但是，在1965年哈里斯和沃特金斯的经典工作发表之前，科学家们只能在不同小鼠细胞之间观察通过细胞融合而实现的细胞杂交现象。哈里斯和沃特金斯的工作，则大大地拓展了细胞融合的研究范围。他们的贡献在于证明了：灭活的病毒在控制的条件下可以用来诱导动物细胞的融合；亲缘关系较远的不同种的动物细胞之间，也可以被诱导融合；形成的融合细胞在适宜的条件下，可以继续存活下去。至此，细胞融合作为重要的研究领域已经建立起来了。

    植物细胞在其原生质体的外面有一层坚韧的细胞壁。要在植物细胞间进行融合作用，首先必须设法除去细胞壁。我们称这种去除细胞壁的细胞为原生质体，它含有细胞组成的全部成分。所以从本质上讲，原生质体融合也就是细胞的融合。

    为了获得去壁的具有正常活性的原生质体，科学家们经过了长期艰苦的摸索。最早是采用改变细胞的渗透压，使之发生质壁分离，然后在保持原生质体完整的情况下，机械地切割去细胞壁。但这种方法得率太低，而且局限性也很大。在尔后长达半个世纪的历史过程中，植物原生质体分离技术都没有根本性的突破。直到1960年，英国诺丁汉大学科金教授创造性地应用酶解的方法，才首次成功地从番茄幼苗的根部制备到大量的原生质体。在此基础上，1972年美国的卡尔森等人用NaNO3作为融合诱导剂，将来自不同种的两个烟草原生质体进行融合，获得了世界上第一个体细胞杂种植株。此后，凯勒、高国楠和乔默尔曼等为首的三个科学家小组，从不同方面改良和发展了植物体细胞融合技术。目前，最常用的植物细胞融合技术，有高国楠建立的使用化学融合剂PEG（聚乙二醇）的融合技术（1974），森达和乔默尔曼创立和发展的电融合技术，以及斯维格（1987）将电融合与微培养结合起来的技术。近年来，在植物细胞融合研究方面的突出进展是建立了单对细胞融合体系培养技术，并基本上解决了融合细胞的选择问题。现在，植物原生质体及其应用的研究已成为植物细胞工程中最活跃的研究领域之一。

    植物原生质体之所以能成为植物细胞工程的理想研究材料，是因为它具有以下重要特点：①易于从同一种植物材料的组织中获得大量的遗传上同一的游离原生质体，为植物细胞的遗传操作的微生物化奠定了基础；②可以像动物细胞一样，被诱导与其他物种的原生质体融合，从而有效地克服了不同物种细胞之间的有性不亲和障碍，为实现远缘物种间的体细胞杂交，培育新种提供了新的手段；③它既可以捕获外源DNA，也可以捕获较大的细胞器，如病毒颗粒、叶绿体、线粒体等，因此是植物遗传转化的理想受体；④保持着植物细胞的全能性，在适宜的培养条件下，可以重新长出细胞壁，进行细胞分裂、分化，形成完整的小植株；⑤植物原生质体虽然没有细胞壁，但仍然进行着植物细胞的各种生命活动，包括蛋白质和核酸的合成，光合作用，呼吸作用，通过膜向外界进行物质交换等。