Sachverhalt:
A. Der 1963 geborene K._ meldete sich am 7. März 2005 unter Hinweis auf seit einem Autounfall bestehende Rückenschmerzen zum Leistungsbezug bei der Invalidenversicherung (Arbeitsvermittlung, Rente) an. Nach beruflichen und medizinischen Abklärungen (insbesondere Einholung eines polydisziplinären Gutachtens des Begutachtungsinstituts X._) vom 30. November 2006 und eines Verlaufsgutachtens (vom 16. Februar 2009) verneinte die IV-Stelle des Kantons Thurgau mit Verfügungen vom 12. März 2009 einen Anspruch auf berufliche Massnahmen und Rente.
B. Die dagegen geführte Beschwerde wies das Verwaltungsgericht des Kantons Thurgau mit Entscheid vom 28. Oktober 2009 ab.
C. K._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen mit dem Rechtsbegehren, unter Aufhebung des vorinstanzlichen Entscheids und der Verfügungen der IV-Stelle vom 12. März 2009 seien ihm eine ganze Rente der Invalidenversicherung sowie berufliche Massnahmen (insbesondere Umschulungsmassnahmen) zuzusprechen. Eventualiter sei die Sache zu neuer Beurteilung an die Vorinstanz, eventuell an das Amt für AHV und IV des Kantons Thurgau, zurückzuweisen.
Die Beschwerdegegnerin schliesst auf Abweisung der Beschwerde, während das Bundesamt für Sozialversicherungen auf eine Vernehmlassung verzichtet.

Erwägungen:
1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten (<ref-law>) kann wegen Rechtsverletzungen gemäss Art. 95 f. BGG erhoben werden. Dabei legt das Bundesgericht seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (<ref-law>). Es kann eine - für den Ausgang des Verfahrens entscheidende (vgl. <ref-law>) - Sachverhaltsfeststellung von Amtes wegen nur berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder wenn sie auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht (<ref-law>).
2. Streitig ist der Anspruch auf Leistungen der Invalidenversicherung in Form von Rente und beruflichen Massnahmen.
Hinsichtlich der für die Beurteilung der Streitigkeit massgebenden gesetzlichen Grundlagen sowie der einschlägigen Rechtsprechung, namentlich zur Bedeutung und zum Beweiswert ärztlicher Berichte und Gutachten sowie zur Beweiswürdigung (<ref-ruling> E. 4 S. 99 f. mit Hinweisen [insbesondere auf <ref-ruling> E. 4 S. 261 f.]; <ref-ruling> E. 3 S. 352 ff.; <ref-ruling> E. 1c S. 160 ff., je mit Hinweisen; vgl. auch <ref-ruling> E. 4.1 S. 400) wird auf die zutreffenden Erwägungen im angefochtenen Entscheid verwiesen.
2.1 Nach den im Wesentlichen gestützt auf die - als beweiskräftig und ausschlaggebend erachteten - im Gutachten des Begutachtungsinstituts X._ (vom 30. November 2006 und 16. Februar 2009) getroffenen, letztinstanzlich nur im Rahmen von <ref-law> überprüfbaren Tatsachenfeststellungen der Vorinstanz (<ref-ruling> E. 3.2 S. 397 f.) ist der Beschwerdeführer aufgrund der ärztlichen Diagnosen eines chronischen lumbovertebralen Schmerzsyndroms ohne radikuläre Symptomatik (ICD-10: M54.5) mit einem residuellen sensiblen Ausfallsyndrom S1 links (ICD-10: G54.4) bei Status nach Nukleotomie und Sequestrektomie L5/S1 links am 16. März 2004 und Reoperation bei Diskushernienrezidiv L5/S1 links am 28. April 2004 (ICD-10: Z98.8) bei Status nach Verkehrsunfall vom 23. Februar 2004, in seiner bisherigen Tätigkeit als Lagerist und Logistiker vollständig arbeitsunfähig. In einer körperlich leichten, leidensangepassten Tätigkeit hingegen besteht seit Oktober 2004 eine 90%-ige Arbeitsfähigkeit.
2.1 Nach den im Wesentlichen gestützt auf die - als beweiskräftig und ausschlaggebend erachteten - im Gutachten des Begutachtungsinstituts X._ (vom 30. November 2006 und 16. Februar 2009) getroffenen, letztinstanzlich nur im Rahmen von <ref-law> überprüfbaren Tatsachenfeststellungen der Vorinstanz (<ref-ruling> E. 3.2 S. 397 f.) ist der Beschwerdeführer aufgrund der ärztlichen Diagnosen eines chronischen lumbovertebralen Schmerzsyndroms ohne radikuläre Symptomatik (ICD-10: M54.5) mit einem residuellen sensiblen Ausfallsyndrom S1 links (ICD-10: G54.4) bei Status nach Nukleotomie und Sequestrektomie L5/S1 links am 16. März 2004 und Reoperation bei Diskushernienrezidiv L5/S1 links am 28. April 2004 (ICD-10: Z98.8) bei Status nach Verkehrsunfall vom 23. Februar 2004, in seiner bisherigen Tätigkeit als Lagerist und Logistiker vollständig arbeitsunfähig. In einer körperlich leichten, leidensangepassten Tätigkeit hingegen besteht seit Oktober 2004 eine 90%-ige Arbeitsfähigkeit.
2.2 2.2.1 Dass das kantonale Gericht im Rahmen freier Beweiswürdigung (<ref-law>) der in den Gutachten des Begutachtungsinstituts X._ vom 30. November 2006 und 16. Februar 2009 in Berücksichtigung der relevanten Vorakten und der geklagten Beschwerden und aufgrund eines multidisziplinären, spezialärztlichen Konsensus für die Zeit ab Oktober 2004 (bis Verfügungserlass am 12. März 2009) attestierten Arbeitsunfähigkeit von 10 % beweismässig ausschlaggebendes Gewicht beigemessen hat, ist - mit Blick auf die vorinstanzlich vollständige und inhaltlich korrekte Darlegung der medizinischen Aktenlage sowie deren sorgfältige und objektive Prüfung (vgl. <ref-ruling> E. 4.1 S. 400), aber auch angesichts der beweisrechtlich bedeutsamen Verschiedenheit von Behandlungs-/Therapieauftrag einerseits und Begutachtungsauftrag andererseits (vgl. <ref-ruling> E. 4 S. 175; s. auch Urteil I 701/05 vom 5. Januar 2007, E. 2 in fine, mit zahlreichen Hinweisen) - weder offensichtlich unrichtig noch willkürlich oder sonstwie bundesrechtswidrig. Das vorinstanzliche Beweisergebnis beruht insbesondere auf einer dem Anspruch auf rechtliches Gehör (<ref-law>) genügenden Auseinandersetzung mit den Einwänden des Versicherten.
2.2.2 Soweit der Beschwerdeführer letztinstanzlich vorbringt, auf die Gutachten des Begutachtungsinstituts X._ könne nicht abgestellt werden, da sich diese nicht genügend mit den Vorakten auseinandergesetzt hätten und zudem aktenwidrigerweise eine radikuläre Problematik verneint werde, obwohl sich eine solche Problematik mit erheblichen Schmerzausstrahlungen in die Beine aus den Vorakten ergäbe, ist ihm nicht zu folgen: Indem er diesbezüglich auf eine mit MRI der Lendenwirbelsäule vom 22. April 2004 ausgewiesene Kompression der Nervenwurzel S1 verweist, verkennt er, dass dieser Befund präoperativ erhoben worden ist und er nach durchgeführter Reoperation bei Diskushernienrezidiv L5/S1 am 28. April 2004 gemäss radiologischem Bericht des Spitals Y._ vom 2. Oktober 2004, radikulär beschwerdefrei war. Dementsprechend setzte sich auch der begutachtende orthopädische Chirurge Dr. med. H._ mit der Wurzelproblematik auseinander und verneinte u.a. gestützt auf eine MR-Tomografie vom 1. Oktober 2004 das Vorliegen von Hinweisen auf eine akute Neurokompression. Zum gleichen Schluss gelangte der begutachtende Dr. med. S._ anlässlich seiner eingehenden neurologischen Untersuchung vom 5. Oktober 2006, indem er chronische lumbale Rückenschmerzen mit pseudoradikulären Ausstrahlungen in beide Beine feststellte. Dies deckt sich insoweit mit der übrigen medizinischen Aktenlage, als auch der Hausarzt Dr. med. C._, FMH Allgemeine Medizin, in seinem Bericht vom 8. Februar 2005 von einer nach der Operation verschwundenen radikulären Symptomatik sprach und die begutachtende Frau Dr. med. und Dr. sc. nat. ETH E._, Innere Medizin FMH, spez. Rheumaerkrankungen, ebenfalls einzig ein lumbospondylogenes Syndrom diagnostizierte (Expertise vom 28. Mai 2006). Die geklagten Schmerzausstrahlungen in beide Beine mit regelmässiger Betroffenheit des linken Beines fanden, entgegen den beschwerdeführerischen Vorbringen, Eingang in die orthopädische wie neurologische Beurteilung des Gutachtens des Begutachtungsinstituts X._. Dr. med. H._ führte aus, aufgrund des postoperativen Zustands und der degenerativen Veränderungen bestehe eine deutlich verminderte Belastbarkeit im unteren Wirbelsäulenbereich, was sich bei körperlicher Belastung durch Schmerzen bemerkbar mache; nicht objektiviert werden könnten hingegen die weitgehend lageunabhängigen Schmerzen. Im Verlaufsgutachten vom 16. Februar 2009 hielt Dr. med. H._ im Rahmen der orthopädischen Beurteilung ausdrücklich ein unverändertes Zustandsbild mit der nach wie vor bestehenden, gleichen Schmerzausstrahlung ins linke Bein fest. Bei Dr. med. S._ fand die Schmerzausstrahlung, wie erwähnt, Eingang in die Diagnose.
Im Weiteren wurde der Verzicht auf zusätzliche bildgebende Untersuchungen in beiden Expertisen nachvollziehbar begründet, wobei die vorhandenen bildgebenden Dokumente zumindest bei der zweiten Begutachtung vorlagen.
2.2.3 Mit Blick auf den Einwand, die am 31. August 2009 von Dr. med. K._, Leitender Arzt Wirbelsäulenchirurgie an der Klinik Z._, durchgeführte invasive Untersuchung mittels Diskographie L3/L4 und L4/5 habe hinsichtlich der Etage L4/5 eine positive Diskographie ergeben, welche Diagnose den Gutachtern des Begutachtungsinstituts X._ noch nicht vorgelegen habe, ist einzuwenden, dass damit zwar eine Bandscheibenerkrankung L4/L5 bestätigt wurde, aber eine solche seitens der Gutachter des Begutachtungsinstituts X._ auch nicht angezweifelt wurde und die entsprechenden Veränderungen der Lendenwirbelsäule bereits in ihre Beurteilung mit einflossen. Überdies führte auch die positive Diskographie im Bericht des Dr. med. K._ vom 1. September 2009 zur unveränderten Diagnose einer chronischen, linksbetonten Lumboischialgie. Ebensowenig bildet das vom Beschwerdeführer beanstandete Fehlen einer Rücksprache des begutachtenden Orthopäden Dr. med. H._ mit Dr. med. K._ einen Grund, um die vorinstanzlichen Schlussfolgerungen in Frage zu stellen.
2.2.3 Mit Blick auf den Einwand, die am 31. August 2009 von Dr. med. K._, Leitender Arzt Wirbelsäulenchirurgie an der Klinik Z._, durchgeführte invasive Untersuchung mittels Diskographie L3/L4 und L4/5 habe hinsichtlich der Etage L4/5 eine positive Diskographie ergeben, welche Diagnose den Gutachtern des Begutachtungsinstituts X._ noch nicht vorgelegen habe, ist einzuwenden, dass damit zwar eine Bandscheibenerkrankung L4/L5 bestätigt wurde, aber eine solche seitens der Gutachter des Begutachtungsinstituts X._ auch nicht angezweifelt wurde und die entsprechenden Veränderungen der Lendenwirbelsäule bereits in ihre Beurteilung mit einflossen. Überdies führte auch die positive Diskographie im Bericht des Dr. med. K._ vom 1. September 2009 zur unveränderten Diagnose einer chronischen, linksbetonten Lumboischialgie. Ebensowenig bildet das vom Beschwerdeführer beanstandete Fehlen einer Rücksprache des begutachtenden Orthopäden Dr. med. H._ mit Dr. med. K._ einen Grund, um die vorinstanzlichen Schlussfolgerungen in Frage zu stellen.
2.3 2.3.1 Hinsichtlich der psychischen Beschwerden bemängelt der Versicherte ebenfalls die Beweistauglichkeit der im Rahmen der Begutachtung im Begutachtungsinstitut X._ erstellten psychiatrischen Teilexpertise des Dr. med. G._, FMH Psychiatrie und Psychotherapie, worin eine Schmerzverarbeitungsstörung (ICD-10: F59.0), eine leichte depressive Episode (ICD-10: F32.0) sowie akzentuierte Persönlichkeitszüge, narzisstisch, reizbar (ICD-10: Z73.1) - ohne Einfluss auf die Arbeitsfähigkeit - diagnostiziert wurden. Es sei aus den Darlegungen des Dr. med. G._ nicht ersichtlich, weshalb er aufgrund welcher Diagnose- und Ausschlusskriterien zur Auffassung gelangte, dass die vom behandelnden Psychiater Dr. med. B._, Psychiatrie und Psychotherapie FMH, festgestellten psychischen Erkrankungen in Form einer anhaltenden somatoformen Schmerzstörung (ICD-10: F45.4), eines Verdachts auf narzisstische Persönlichkeitsorganisation (ICD-10: F60.8) und einer sekundären leicht- bis mittelgradigen dysphorisch-depressiven Verstimmung, nicht vorlägen.
2.3.2 Entgegen den Vorbringen in der Beschwerde setzte sich der Gutachter Dr. med. G._ mit den abweichenden Einschätzungen des behandelnden Psychiaters Dr. med. B._ auseinander und legte unter Hinweis auf im Unfallzeitpunkt fehlende, lang anhaltende psychosoziale oder emotionale Belastungsfaktoren (vgl. Dilling/ Mombour/Schmidt [Hrsg.], Internationale Klassifikation psychischer Störungen, ICD-10 Kapitel V [F], Klinisch-diagnostische Leitlinien, 6. Aufl. 2008, S. 207) einlässlich dar, weshalb er zu einer anderen Beurteilung gelangte, indem er das Vorliegen einer somatoformen Schmerzstörung verneinte und lediglich leichte depressive Verstimmungen fand, sodass kein krankheitswertiges Leiden mit Auswirkung auf die Arbeitsfähigkeit diagnostiziert wurde. Überdies leuchtet in der Tat nicht ohne weiteres ein, dass eine leichte bis mittelgradige disphorisch-depressive Verstimmung sowie eine somatoforme Schmerzstörung die Arbeitsfähigkeit derart erheblich einschränken, wie dies Dr. med. B._ in seinem Bericht mit Eingang am 29. Juni 2008 festhielt (maximale Arbeitsfähigkeit für einfache Hilfsarbeiten im Zusammenspiel mit dem somatischen Problemfeld momentan 10 bis 20 %). In diesem Zusammenhang wird des Weiteren gerügt, dass sich der begutachtende Psychiater nicht mit der Frage der invalidisierenden Wirkung der diagnostizierten Schmerzverarbeitungsstörung auseinandergesetzt habe. Rechtsprechungsgemäss fallen anhaltende somatoforme Schmerzstörungen grundsätzlich unter die psychischen Leiden mit Krankheitswert; sie sind aus rechtlicher Sicht Voraussetzung, nicht aber hinreichende Basis für die Annahme einer invalidisierenden Einschränkung der Arbeitsfähigkeit (<ref-ruling> E. 2.2.3 S. 353 f.). Hier wurde indessen nicht eine anhaltende somatoforme Schmerzstörung gemäss ICD-10 F45.4 diagnostiziert, sondern eine Schmerzverarbeitungsstörung gemäss ICD-10 F54. Bei den Störungen gemäss F50-F59 handelt es sich um Verhaltensauffälligkeiten mit körperlichen Störungen und Faktoren. Die Kategorie F54 beinhaltet psychologische Faktoren oder Verhaltensfaktoren bei anderenorts klassifizierten Krankheiten; sie sollte verwendet werden, um psychische Faktoren und Verhaltenseinflüsse zu erfassen, die wahrscheinlich eine wesentliche Rolle in der Manifestation körperlicher Krankheiten spielen, die in anderen Kapiteln der ICD-10 klassifiziert werden. Diese psychischen Störungen sind meist leicht und oft lang anhaltend (wie Sorgen, emotionale Konflikte, Erwartungsangst) und rechtfertigen nicht die Zuordnung zu einer anderen Kategorie im Kapitel V (F) (Dilling/Mombour/Schmidt, a.a.O., S. 237). Da beim Beschwerdeführer somit eine Verhaltensauffälligkeit, nicht aber ein psychisches Leiden mit Krankheitswert vorliegt, war auf die Kriterien, die die ausnahmsweise Annahme einer dadurch bedingten Invalidisierung zu begründen vermöchten, nicht näher einzugehen. Im Übrigen erfüllt eine leichte depressive Episode, wie sie vorliegend attestiert wird, das in diesem Zusammenhang zu berücksichtigende Kriterium der psychischen Komorbidität von erheblicher Schwere, Ausprägung und Dauer (<ref-ruling> E. 2.2.3 S. 354) ohnehin nicht.
2.3.3 Unter diesen Umständen kann nicht von einer unhaltbaren Beweiswürdigung des kantonalen Gerichts gesprochen werden und es verletzt auch sonst nicht Bundesrecht, wenn die Vorinstanz dem inhaltlich vollständigen und im Ergebnis schlüssigen Teilgutachten des des Begutachtungsinstituts X._ höhere Beweiskraft zuerkannt hat, als den Einschätzungen des Dr. med. B._, wobei aus dessen letztinstanzlich neu eingereichtem Bericht vom 3. Dezember 2009, welcher ohnehin ein unzulässiges neues Beweismittel darstellt (<ref-law>), nichts zu Gunsten des Beschwerdeführers abgeleitet werden kann.
Zusammenfassend hat das kantonale Gericht zu Recht in antizipierter Beweiswürdigung von Beweisweiterungen - auch in Form von Ergänzungsfragen an die Gutachter - abgesehen (vgl. <ref-ruling> E. 4b S. 94; <ref-ruling> E. 1d S. 162). Dem Antrag auf Rückweisung der Sache zu ergänzender Abklärung ist daher nicht zu entsprechen.
3. Auf der Grundlage der vorinstanzlich festgelegten Arbeitsfähigkeit ist auch der vom kantonalen Gericht vorgenommene Einkommensvergleich nicht zu beanstanden. Selbst ein maximaler Leidensabzug von 25 % würde keinen rentenbegründenden Invaliditätsgrad ergeben. Die Invaliditätsbemessung ist in allen Teilen rechtlich korrekt erfolgt. Die vorinstanzliche Schlussfolgerung, wonach bei einem Invaliditätsgrad von maximal 9 % Prozent weder ein Anspruch auf eine Rente der Invalidenversicherung noch auf Umschulung (<ref-law>; <ref-ruling> E. 2b S. 110; SVR 2006 IV Nr. 15 S. 53, I 18/05) besteht, ist bundesrechtskonform. Mit Blick auf die weiteren (beruflichen) Massnahmen nach Art. 15 und 18 IVG, welche keinen Mindestinvaliditätsgrad verlangen, lässt sich die vorinstanzliche Feststellung der fehlenden subjektiven Eingliederungsfähigkeit (vgl. AHI 2002 S. 109 E. 2 [I 370/98]) und die gestützt hierauf erfolgte Verneinung eines entsprechenden Anspruchs auf weitere Massnahmen beruflicher Art ebenfalls nicht beanstanden.
4. Die Gerichtskosten (<ref-law>) gehen ausgangsgemäss zu Lasten des Beschwerdeführers (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 500.- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Verwaltungsgericht des Kantons Thurgau und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 19. März 2010
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Ursprung Polla