植物組織學（Plant Histology）是理解植物結構-功能關係的基礎。現代研究結合單細胞轉錄組學、活體成像和突變體分析，深入揭示組織分化的分子調控。
分生組織的幹細胞生態位
莖頂端分生組織（SAM）維持一群未分化的幹細胞（stem cells），其穩態由 WUS-CLV 負回饋迴路調控：WUSCHEL（WUS）轉錄因子在組織中心（organizing center, OC）表達，促進幹細胞身份維持並誘導 CLV3 肽的分泌；CLV3 通過 CLV1/CLV2 受體激酶限制 WUS 表達範圍（Brand et al., 2000; Schoof et al., 2000）。CLAVATA 突變體的 SAM 過度擴大，展示了這一調控的重要性。
根尖分生組織（RAM）的靜止中心（quiescent center, QC）具有類似功能。PLETHORA（PLT）轉錄因子以濃度梯度方式調控根幹細胞的命運——高濃度維持幹細胞身份，中等濃度促進增殖，低濃度允許分化（Galinha et al., 2007）。Auxin 在根尖形成的最大值（maximum）定位 QC，PIN 蛋白介導的極性生長素運輸是建立此梯度的關鍵。
次生生長的形成層活性
維管形成層（vascular cambium）是雙向幹細胞系統——向內產生次生木質部（wood），向外產生次生韌皮部（secondary phloem）。形成層的活性受季節性信號調控：春季高 auxin 和 gibberellin 濃度促進形成層重新啟動和細胞分裂；秋季短日照和低溫誘導 ABA 累積和休眠。
木材形成（xylogenesis）的分子調控涉及 VND/NST/SND 家族的 NAC 轉錄因子作為木質部分化的主開關。TDIF-TDR-WOX4 信號通路維持形成層細胞的增殖活性——TDIF（CLE41/44 肽）由韌皮部分泌，與形成層上的 TDR（PXY）受體結合，活化 WOX4 轉錄因子（Hirakawa et al., 2008）。
細胞壁與機械性質
初生壁主要含纖維素微纖絲（~30% dry weight）、半纖維素（xyloglucan 等交聯醣）和果膠（homogalacturonan, rhamnogalacturonan）。纖維素合成由 CesA 複合體（rosette complex）在質膜上催化，cortical microtubules 引導合成方向。次生壁額外沉積木質素——一種由 monolignol（p-coumaryl, coniferyl, sinapyl alcohol）氧化聚合的酚類多聚物。木質素佔木材乾重 20-35%，提供抗壓強度和防水性，其演化（約 4.5 億年前）被認為是植物成功登陸的關鍵適應。
表皮的特化與適應
角質層由 cutin（C16/C18 脂肪酸的聚酯）和蠟質（very long-chain fatty acids 及其衍生物）組成。ABCG 轉運蛋白負責將蠟質前驅物從表皮細胞輸出至細胞壁。Arabidopsis 的 cer（eceriferum）突變體缺乏表面蠟質，展現出增加的水分散失和病原體敏感性。
氣孔發育受 SPCH-MUTE-FAMA 轉錄因子級聯和 EPF-ERECTA 信號通路調控，確保氣孔間的最小間距（one-cell spacing rule）——這是植物中少數自組織間距模式的典範。