A preparált protoplasztokat sokféle kutatási célra fel lehet használni. Alapkutatások körébe tartozik, de nagyon fontos kérdés a sejt határfelületeinek ismerete a határmembrán/plazmalemma/ szerkezete, összetétele, vagy a sejtfal szintézis kezdeti szakasza. A protoplaszt ezekhez a vizsgálatokhoz ideális objektum.
A növényi biotechnológia izgalmas területe az izolált protoplasztok egyesítése/ fuziója /, a szomatikus sejthibridizáció és ezt követően a hibrid sejtekből újra – mostmár azonban a szülőktől eltérő genommal rendelkező – növények regenerálása. Jelenleg a protoszplatfúzióra kétféle módszert alkalmaznak: a protoplaszt-szuszpenziókat összekeverik, és ehhez polietilén-glikolt (PEG) adnak, vagy pedig elektromos impulzussal kezelik a sejteket( elektrofúzió un fúziós kamrában).A fúzió maga általában jó hatásfokkal megvalósítható, további komoly gondot jelent azonban a fúziós termékek szétválasztása. Általában a tápközeget használják a szelekcióra, de kapható lézeres sejtválogató berendezés is erre a célra.
Idegen DNS szakaszok, vagy akár kromoszómák bejuttatására és ezen az úton un transzgénikus(TM) növények létrehozására könnyebben adott a lehetőség a sejtfal mentes protoplaszt állapotban. Ilyenkor közvetítőként általában az Agrobacterium mikroorganizmusok néhány faját használják a biotechnológiában.
Az első protoplasztokat az enzimes eljárással 1960-ban izolálták, nem sokkal ezután már kísérleteztek a protoplasztok fúziójával is. Először sikeresen egy adott faj protoplasztjainak fúziójával dupla vagy magasabb kromoszómaszámú poliploid un homokarion sejthibrideket és növényeket állítottak elő. 1971-ben sikerült először két dohányfaj protoplasztjainak fuziójából szomatikus dohány fajhibrid növényt létrehozni.Ez már heterokarion sejthibrid, hiszen két faj protoplaszt fúziójából jött létre.. 1978-ban a burgonya és paradicsom protoplasztok fuziójával keletkezett sejthibridekből először Németországban neveltek fel intergenerikus nemzetséghibrid növényeket. Magyar kutatók 1987-ben állították elő a dohány-sárgarépa sejthibridbekből a NICA nevű intergenerikus hibrid növényt.
Napjainkban számos mutáns hibridnövényt ismer a tudomány és a gyakorlat, melyek létrehozásában a protoplaszt fúziós, vagy az irányított génbevitel technika szerepet játszott. A protoplaszt fúzió nem egy célzott, irányított beavatkozás. Pontosan előre nem lehet jelezni az eredményt. Nem lehet tudni, hogy milyen tulajdonságok stabilizálódnak végül, és bizony a kiszámíthatatlanság miatt hátrányos tulajdonságok is megjelenhetnek. A már említett burgonya-paradicsom hibridek egy része inkább a paradicsomra hasonlít( angol nevüket magyarra fordítva:burdicsom), míg a másik részénél inkább a burgonya jellegek a meghatározók( az előbbiek alapján ez a pargonya). Számos további kísérlet igazolta, hogy a szomaklonális variabilitás állandó eleme ezeknek a kísérleteknek.
Az irányított génbevitelnél a várható eredmény jobban előre jelezhető. Ma inkább ezen a területen látunk rohamos fejlődést, különösen az ellenálló, rezisztens fajták létrehozásánál. A ma használt génmódosított(GMO) növények zöme irányított génbevitellel létrehozott valamilyen tényezőre rezisztens fajta. A dohány protoplaszt genomba beépített szentjánosbogár luciferáz gén és az így létrehozott megfelelő körülmények között világító levelű dohány inkább a technika távlatait mutató modell értékű szenzáció. Az izolált protoplasztok felhasználásának is meg vannak a határai, azonban a modern növényi biotechnológia kelléktárában egyszerűen nélkülözhetetlenek.