Protoplastele sunt celule cărora li s-a îndepărtat peretele celular, de obicei prin digestie cu enzime. Enzimele celulazei digeră celuloza în pereții celulelor vegetale, în timp ce enzimele pectinazei descompun pectina care ține celulele împreună. Odată ce peretele celular a fost îndepărtat, protoplastul rezultat are o formă sferică.

digestia se efectuează de obicei după incubare într-un osmotic (o soluție cu o concentrație mai mare decât conținutul celular care determină plasmolizarea celulelor). Acest lucru face ca pereții celulari să fie mai ușor de digerat. Resturile sunt filtrate și / sau centrifugate din suspensie, iar protoplastele sunt apoi centrifugate pentru a forma o peletă. La omogenizare protoplastele pot fi cultivate pe medii care induc diviziunea și diferențierea celulară. Un număr mare de plante pot fi regenerate dintr – un singur experiment-un gram de țesut de frunze de cartof poate produce mai mult de un milion de protoplaste, de exemplu.

Protoplastele pot fi izolate dintr-o serie de țesuturi vegetale: frunze, tulpini, rădăcini, flori, antere și chiar polen. Izolarea și mediile de cultură utilizate variază în funcție de specie și de țesutul din care au fost izolate protoplastele. Protoplastele sunt utilizate în mai multe moduri pentru cercetare și pentru îmbunătățirea plantelor. Acestea pot fi tratate într-o varietate de moduri (electroporație, incubare cu bacterii, șoc termic, tratament cu pH ridicat) pentru a le induce să preia ADN-ul. Protoplastele pot fi apoi cultivate și plantele regenerate. În acest fel, plantele modificate genetic pot fi produse mai ușor decât este posibil folosind celule/plante intacte.

plantele din specii înrudite sau fără legătură sunt incapabile să se reproducă sexual ca genomi / moduri de reproducere etc. sunt incompatibile. Protoplastele de la specii fără legătură pot fi topite pentru a produce plante care combină caracteristicile dorite, cum ar fi rezistența la boli, aroma bună și toleranța la frig. Fuziunea se realizează prin aplicarea unui curent electric sau prin tratarea cu substanțe chimice precum polietilen glicol (PEG). Produsele de fuziune pot fi selectate pentru medii care conțin antibiotice sau erbicide. Acestea pot fi apoi induse să formeze lăstari și rădăcini, iar plantele hibride pot fi testate pentru caracteristicile dorite.