Az in vitro növényi rendszerek jól körülhatárolt csoportját képezik a szervkultúrák, melyekben az inokulum és a tenyészet – legalább részben – szervi differenciáltságot mutat. A vegetatív és a szaporító szervek in vitro rendszerei eltérő fejlődésűek és gyakorlati alkalmazásuk is nagyon különböző. Ennek alapján indokolt a szervtenyészeteket vegetatív és generatív csoportokra különíteni…
A leggyakoribb vegetatív szervtenyészetek a gyökér-, és a hajtáskultúrák. A gyökértenyészetek voltak ez első mai értelemben vett in vitro növényi szervkultúrák. 
Tudománytörténeti jelentőségű az 1934-ben White által létesített ma is fenntartott paradicsom gyökértenyészet. Azóta közel 2000 passzálást ért meg és a belőle fejlődött gyökérzet összesített hossza mértéktartó számítások szerint már körbeérte az egyenlítőt! A gyökértenyészetek az átlagosnál egyszerűbb táptalajon, alacsonyabb cukorszinten és sötétben is nagyon jól fejlődnek . Amennyiben természetes fényen tartják őket gyakran sötétítik a tápközeget aktív szénnel.
Gyakorlati szempontból igen jelentősek a hajtástenyészetek. Az in vitro vegetatív szaporítás ma már széles körben alkalmazott technológia. Elméletileg azonos az in situ vegetatív szaporítással, az elkülönítést az inokulum kisebb mérete és a steril technológia alkalmazása indokolja. Mindkét esetben a testi sejtekből fejlődik az új egyed az utódok tehát genetikailag azonosak, klón értékűek. Az in vitro klónozás elvi alapja a totipotencia.
Bármely vegetatív szerv lehet inokulum – a tipikus hajtáskezdemény/ rügy/ inokulum mellett előfordulhat levél, hipokotil, epikotil, gumó, hagyma stb. A gyakorlatban inokulumként általánosan használt hajtáskezdeményeknél a hajtásfejlődés. már eredetileg részlegesen determinált. Ezt erősítjük tovább a tápközeg hormonjaival. A technológia kiindulási inokuluma lehet kipreparált hajtástenyészőkúp., melyet általában a vírusmentes szaporítóanyag előállítására használnak. Nagyobb/ 1-2 cm/ és könnyebben preparálható az un mikrodugvány, amely lehet: csúcsrügyes szárdarab, vagy egy szárköz hónaljrüggyel, – utóbbiak az un nodális szegmenetek.
A tényleges szaporítás a vegetatív multiplikáció álalában sokszorozó tápközegen a csúcsdominanciájú fajoknál a hajtástengely darabolásával/ nodális szegmentekkel/ történik. Amennyiben a dominancia nem kifejezett a vegetatív sokszorozás tőosztással is lehetséges/ pl tőlevélrózsás fajok- Gerbera/. A kultúrákban gyakran megjelenő módosult hajtások, járulékos szervek/ embrioidok, protokormok, minigumók, minihagymák stb/ felhasználása tovább növelheti a multiplikációs rátát. A szaporítási szakaszban a genetikai instabilitás elkerülése érdekében a kalluszképzést igyekeznek elkerülni.
A kiültetés kezdeti fázisa
A szaporított hajtások gyökereztetése a technológia következő lépése. Ez szerencsés esetben spontán történik, ha mégis szükséges a gyökérfejlődés hormonális indukciója kevés gondot okoz. A kritikus fázis általában a szaporított anyag kiültetése.
Az in vitro szaporítás napjainkban általánosan használt technológia a dísznövényektől/pl epifita orchideák/ kezdve az erdei fák, gyümölcsök/pl szőlő/, zöldségfélék számos mezőgazdaságilag jelentős faj/pl burgonya, cukornád/ esetében egyaránt. A nemesítők előszeretettel alkalmazzák nemzedékgyorsításra, és fontos szerepe van a genetikai tartalékok megőrzését szolgáló génbankokban is.
A generatív szervtenyészetek a virág, gyakrabban egyes virágrészek in vitro rendszerei. Gyakorlati szempontból legfontosabbak a portok kultúrák. 
Az izolált portokokban a mikorspóra/ pollen/ fejlődésének korai stádiumában közvetlenül a redukciós osztódás után a továbbfejlődés iránya még nem teljesen determinált. Ez adja az elvi lehetőségét annak, hogy a a haploid pollensejt fejlődését az in vitro portokkultúrában a természetes mikrogametogenezis helyett sporofiton irányba térítsük el. Így a táptalajon a pollenszemekből nem pollentömlő fejlődik, hanem haploid sejtek, vagy szervek keletkeznek..
Az in vitro androgenezis során először gyakran soksejtes pollen alakul ki, amelyből embrió-, vagy organogenezissel feles ploidszintű un androgenetikus haploid növények fejlődnek..
A portokkultúra gyakorlati jelentőségét nem ezek a kisebb méretű, meddő virágokat hozó terméketlen, gyakran albinó haploid növények jelentik, hanem a belőlük kromoszóma kettőzéssel előállított un doubled haploid/ DH/ alakok. Androgenetikus dihaploid növényeket/DH növényeket/ kaphatunk spontán rediploidizációval, vagy kolhicin kezeléssel. Spontán rediploidizáció előfordulhat gyakran haploid növények virágaiban. Az így kapott DH magvak valószínűleg a haploid (n) növényeken kialakuló gaméták (n) keletkezésének és spontán fúziójának (2n) eredményei. A rediploidizálás klasszikus módja a haploid növények, illetve azok hajtás- vagy virágrügyeinek, kolchicines kezelése. A homozigóta egyedekben a recesszív tulajdonságok megjelenése jóval gyakoribb, mint egy kevert diploid populációban. A dihaploidok gyakorlati jelentőségét az adja, hogy homozigóta stabil, további szelekciót nem igénylő tiszta származéksorok, amelyek további genetikai, nemesítési programok biztos kiindulási alapjai A klasszikus genetikában ezeket a homozigóta vonalakat hosszadalmas beltenyésztéssel, sorozatos visszakeresztezésekkel/ back cross/ állítják elő. A DH növények segítségével ez az idő minimum felére csökkenthető és jóval kisebb területet igényel, hiszen az alapanyagot laboratóriumban, üvegházban tartják. A hibridkukorica vetőmagtermesztés alapfeltételét jelentő beltenyésztett vonalak előállításának és általában a mezőgazdasági növények hibrid nemesítésének idejét/ általában 8-10év/ ezzel az eljárással legalább felére lehet csökkenteni.
A termőtáj in vitro rendszerei kipreparált termékenyítetlen magház/ ovarium/ és magkezdemény/ ovulum/ tenyészetek. Az embriózsák haploid sejtjeiből fejlődő egyedek a ginogenetikus haploid növények. Erősebb növekedésűek mint pollen eredetű társaik, az albinizmus itt egyáltalán nem jellemző, a virágaik meddőek. Diploidizálással ezekből a növényekből kapjuk a ginogenetikus dihaploidokat.
Ezeknek a tenyészeteknek előállítása a bonyolult preparálás miatt nehézkesebb, a táoközegek bonyolultabbak, a hatásfok is kisebb, ezért a nemesítésben inkább a pollen eredetű dihaploid növényeket használják. A termőtáj in vitro rendszereit azonban más területeken széles körben alkalmazzák.
Az in vitro beporzás izolált magház, vagy magkezdemény beporzása táptalajon. A termőtáj különböző ploidia fokú sejtjeit indukálhatjuk ezzel a módszerrel szomatikus embriogenezisre/ pl apogámia a diploid sejtekből; in vitro partenogenezis az embriózsák haploid sejtjeiből/. A beporzáshoz használt pollent előzetesen inaktiválják így megtermékenyítésre képtelenek, azonban nélkülözhetetlen induktorok ezekben a folyamatokban
Az in vitro megtermékenyítésben az izolált rendszerben szabályos kettős megtermékenyítés történik: életképes pollen termékenyíti meg a lombikban az embriózsák petesejtjét és a központi sejtet. Általában akkor alkalmazzák, amikor a bibe/bibeszál inkompatibilitás miatt a virág bibeszálban gátolt a pollentömlő fejlődése és természetes úton nem valósul meg a megtermékenyítés.
Az embriótenyészetek gyakorlati jelentőségét az adja, hogy olyan esetekben is kaphatunk növényeket, amikor in vivo az embriógenezisnek valamilyen akadálya van, pl. élettani összeférhetetlenség, fiziológiai inkompatibilitás. Végeredményben így olyan új faj- és nemzetséghibrideket tudunk előállítani, amely a fellépő inkompatibilitás miatt a természetben nem jöhetnek létre.
Összefoglalva: az in vitro szervtenyészetekben a növény vegetatív szerveit a virágok portokjait, vagy magházait tenyésztjük steril, ellenőrzött körülmények között. Az in vitro szaporítás tulajdonképpen ivartalan szaporítás, melyben az új egyed testi sejtekből alakul ki és nem a zigótából. Az így keletkezett utódok genetikailag azonosak, sem a kiinduló növénytől, sem egymástól elvben nem különböznek. A generatív szervtenyészetekkel a növénynemesítés eljárásainak hatékonyságát növelő dihaploid/ DH /növényeket állíthatunk elő. Az in vitro megtermékenyítéssel és az embrió kultúrákkal a biológiai sokféleség növelésére nyílik lehetőségünk.