Thực vật học
Lịch sử > Thực vật học hậu cận đại

Dựa trên thuyết di truyền gen-nhiễm sắc thể bắt nguồn từ Gregor Mendel (1822–1884), August Weismann (1834–1914) đã chứng minh rằng di truyền chỉ xảy ra thông qua các giao tử. Không có loại tế bào nào khác có thể truyền đạt các thông tin di truyền. Công trình về giải phẫu thực vật của Katherine Esau (1898–1997) vẫn là nền tảng chính của thực vật học hiện đại. Các quyển Plant Anatomy (Giải phẫu thực vật) và Anatomy of Seed Plants (Giải phẫu thực vật có hạt) của bà là những cuốn sinh học cấu trúc thực vật quan trọng trong hơn nửa thế kỷ.
Những người tiên phong cho môn sinh thái học thực vật ở cuối thế kỷ 19 là các nhà thực vật học như Eugenius Warming (chủ nhân giả thuyết rằng thực vật tạo nên các quần xã) và Christen C. Raunkiær (cố vấn và người kế nhiệm Warming), tác giả hệ thống miêu tả những dạng sống của thực vật vẫn được sử dụng ngày nay. Quan niệm cho rằng thành phần của các quần xã thực vật như rừng lá rộng ôn đới thay đổi bởi quá trình diễn thế sinh thái là do Henry Chandler Cowles, Arthur Tansley và Frederic Clements phát triển. Clements được ghi công với ý kiến cho rằng quần xã đỉnh cực là quần xã phức tạp nhất mà một môi trường có thể nuôi dưỡng, còn Tansley giới thiệu khái nhiệm của những hệ sinh thái tới sinh quyển. Dựa trên công trình mở rộng trước đó của Alphonse de Candolle, Nikolai Vavilov (1887–1943) đã cho ra đời các tài liệu về địa lý sinh học, các trung tâm nguồn gốc và lịch sử tiến hóa của các loài thực vật có giá trị kinh tế.
Đặc biệt kể từ giữa thập niên 1960, thế giới đã có những bước tiến bộ trong vốn hiểu biết về bản chấy vật lý, hoá học của các quá trình sinh lý thực vật như thoát hơi nước (vận chuyển nước trong các mô thực vật), tốc độ bay hơi từ bề mặt lá phụ thuộc vào nhiệt độ và sự khuếch tán phân tử hơi nước và khí cacbonic thông qua những lỗ hở khí khổng. Những bước tiến kể trên, cộng với các phương pháp mới nhằm đo kích thước lỗ khí khổng và tốc độ quang hợp đã giúp miêu tả chính xác tốc độ trao đổi khí giữa thực vật và không khí. Những phát kiến mới trong phép phân tích thống kê của Ronald Fisher, Frank Yates và những nhà khoa học khác tại Trạm thí nghiệm Rothamsted đã tạo điều kiện thuận lợi cho thiết kế thí nghiệm hợp lý và phân tích dữ liệu trong nghiên cứu thực vật. Việc Kenneth V. Thimann phát hiện và nhận dạng hormone thực vật auxin vào năm 1948 đã giúp giới khoa học có thể điều chỉnh sự phát triển của thực vật bằng chất hóa học ngoại sinh. Frederick Campion Steward là người tiên phong trong kĩ thuật vi nhân giống và nuôi cấy mô thực vật được điều hoà bởi hormone thực vật. Auxin nhân tạo 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid hay 2,4-D là một trong những thuốc diệt cỏ tổng hợp thương mại đầu tiên.
Ở thế kỷ 20, các kĩ thuật phân tích hóa hữu cơ hiện đại đã điều khiển những bước phát triển trong ngành hóa sinh thực vật, chẳng hạn như quang phổ, sắc ký và điện di. Với việc tăng số lượng các phương pháp tiếp cận sinh học liên quan ở quy mô phân tử của sinh học phân tử, gen học, protein học và chuyển hóa học, mối quan hệ giữa bộ gen của thực vật và hầu hết những khía cạnh của hóa sinh, sinh lý, hình thái và tập tính của thực vật là đối tượng được phân tích thực nghiệm chi tiết. Khái niệm lần đầu do Gottlieb Haberlandt chỉ ra vào năm 1902 rằng tất cả tế bào thực vật là "toàn năng" (nguyên văn "totipotency") và sau cùng có thể được nuôi cấy in-vitro (trong ống nghiệm) nhằm sử dụng kỹ thuật di truyền trong thực nghiệm để loại bỏ một hoặc nhiều gen chịu trách nhiệm cho một đặc tính cụ thể, hoặc để bổ sung gen như GFP chỉ thị khi một gen quan tâm đang được biểu lộ. Những công nghệ này có thể cho sử dụng công nghệ sinh học lên toàn bộ thực vật hoặc những tế bào thực vật nuôi cấy trong các lò phản ứng sinh học để tổng hợp thuốc trừ sâu sinh học, dược chất sinh học hoặc các thuốc khác, cũng như ứng dụng thực tế vào cây trồng biến đổi gen được thiết kế cho các đặc tính như cải thiện năng suất.
Hình thái học hiện đại ghi nhận sự thống nhất giữa các loại hình thái chính của rễ, thân (caulome), lá (phyllome) và trichome. Ngoài ra, hình thái chú trọng vào chức năng cấu trúc. Phương pháp phân loại hiện đại nhằm phản ánh và phát hiện quan hệ phát sinh giữa các loài thực vật. Phát sinh chủng loại phân tử hiện đại phần lớn bỏ qua những đặc điểm hình thái, lấy các chuỗi trình tự DNA làm dữ liệu. Phép phân tích phân tử trình tự DNA từ phần lớn họ thực vật có hoa đã góp phần ra đời Nhóm phát sinh thực vật hạt kín (Angiosperm Phylogeny Group - APG, xuất bản vào năm 1998) nói về việc phát sinh các loài thực vật có hoa, giải đáp nhiều câu hỏi về mối quan hệ giữa các họ và loài của nhánh thực vật này. Khả năng trên lý thuyết của một phương pháp thực tế để xác định các loài thực vật và giống thương mại bằng mã vạch DNA là chủ đề của nghiên cứu hiện đại.