De geschiedenis van de plantenveredeling begon met de vestiging van de landbouw, met name de domesticatie van de eerste gecultiveerde planten, een praktijk die zo'n 9.000 tot 11.000 jaar geleden ontstond.
Het aanpassen van gewassen aan de behoeften van de mens gebeurt al sinds het jagen/verzamelen dat werd aangevuld met landbouw en tuinbouw of dat daar grotendeels door vervangen werd. Het ontstaan van de landbouw viel samen met de vorming van de eerste nederzettingen en wordt aangeduid met de neolithische revolutie. Gedurende de eerste fasen van de landbouw werden de zaden verzameld en weer uitgezaaid. Pas duizenden jaren later werden de zaden van aantrekkelijke planten overgehouden waaruit op lange termijn de landrassen (genetisch brede populaties) ontstonden.
Pas nadat de wetmatigheden van de genetische overerving rond 1880 duidelijk werden kwam de veredeling in een stroomversnelling. Nieuwe technieken leidden snel tot een gespecialiseerde beroepsmatige uitoefening van de plantenveredeling. Plantenveredeling voor commerciële doeleinden verscheen in het midden van de 19e eeuw. Het vervaardigen van zuivere lijnen door herhaalde zelfbevruchting werd veel toegepast en er werd gebruikgemaakt van de hybride groeikracht door zuivere lijnen met elkaar te kruisen. Opbrengstverhoging, opbrengstzekerheid en een verbeterde productkwaliteit konden hierdoor worden gerealiseerd. De Australische agronoom en plantenveredelaar William Farrer bracht een revolutie teweeg in de tarweteelt in Australië met de wijdverspreide introductie in 1903 van het tarweras 'Federation', dat resistent was tegen zwarte roest en droogte. Dit ras was het resultaat van twintig jaar plantenveredeling, met toepassing van de wetten van Mendel.
Met genetische technologie is het uiteindelijk mogelijk geworden stukken DNA in het organisme toe te voegen, te veranderen of te verwijderen, waarmee de eigenschappen van de plant aangepast worden. Het is, in tegenstelling tot de klassieke veredeling, dus niet nodig de planten te kruisen om de gewenste eigenschappen te verkrijgen.
De ontwikkeling van de genetica miniatuur|Kwadraat van Punnett: Twee heterozygote erwtenplanten Bb die paars zijn, kruisen en produceren een kwart witte bloemen (bb). Hoofdletter - dominant, kleine letter - recessief
Gregor Mendel In 1865 publiceerde de Moravisch-Oostenrijkse monnik Gregor Mendel (1822-1884) zijn werk waarin hij de kruisingen van erwtenplanten beschreef en waarin hij concludeerde dat de biologische overerfbaarheid van een eigenschap van een enkel gen of, meer specifiek, van een enkele locus afhing. Zijn werk werd daarna vergeten en werd pas rond 1900 herontdekt door Hugo de Vries en Carl Correns, en later vertaald in het Engels en gepopulariseerd door William Bateson.William Bateson: Mendel's Principles of Heredity – A Defence, with a Translation of Mendel's Original Papers on Hybridisation Cambridge University Press 2009, De wetmatigheden die Mendel ontdekte bij de bestudering van de overerving, worden de wetten van Mendel genoemd. Deze wetten vormen de grondslag van de klassieke genetica (erfelijkheidsleer) en zijn gebaseerd op het feit dat elk individu twee allelen voor dezelfde eigenschap bezit en deze willekeurig uit de vier verschillende allelen van de ouders ontvangt. Het fenotype van het individu is afhankelijk van welk van de twee allelen dominant is, en welk recessief. Doordat individuen beide allelen kunnen doorgeven aan hun nageslacht, bevinden zich onder de nakomelingen zowel individuen met het dominante als het recessieve fenotype.
Charles Darwin De theorie van Charles Darwin (1809-1882) over de erfelijkheid van eigenschappen waarbij deeltjes van cellen van over het hele lichaam zich samen zouden voegen om geslachtscellen te produceren is de theorie van pangenese . Hij stelde dat gemmulae (gemmules), minuscule deeltjes die zich losmaakten van de cellen van het hele lichaam en drager zijn van de kenmerken van de cel waar ze uit voortkomen, naar de ei- en zaadcellen getransporteerd zouden worden waarbij ze de eigenschappen in de volgende generatie reproduceren. Deze gemmules hebben een hoge affiniteit voor elkaar en ze klonteren samen om knoppen of geslachtselementen voort te brengen. Dit idee was niet empirisch getoetst.
Hugo de Vries Hugo de Vries (1848-1935) had sinds 1889 geëxperimenteerd met het kweken en kruisen van planten, zoals asters, chrysanten en viooltjes. Op grond van deze experimenten concludeerde hij dat het karakter van een plant, het erfelijk materiaal, was opgebouwd uit bepaalde eenheden. Iedere eigenschap (bijvoorbeeld de kleur van de bloembladen) correspondeerde, met andere woorden, met een specifieke materiaaldrager of overbrenger. Later zouden dat de 'genen' genoemd worden. In 1901 en 1903 schreef Hugo de Vries de twee delen van het boek Die Mutationstheorie waarin hij een evolutietheorie uiteenzette die inhield dat nieuwe soorten met sprongen konden ontstaan in plaats van in zeer kleine stappen zoals Darwin beschreef. In 1907 publiceerde hij zijn boek Het veredelen van Kultuurplanten in het Engels, dat door P.G. Buekers vertaald werd in het Nederlands en dat een jaar later verscheen. Hugo de Vries heeft veel onderzoek gedaan aan de grote teunisbloem. Hij vond bij deze plant sprongsgewijze veranderingen en dacht dat hij met mutaties te maken had, maar in werkelijkheid bleken deze veranderingen te ontstaan door de speciale chromosoomparing en recombinatie van deze plant. De chromosomen vormen tijdens de paring ringen, waardoor alleen de uiteinden van de chromosomen met elkaar paren. Hierdoor blijft een serie eigenschappen steeds bij elkaar en vindt geen uitwisseling (overkruising) plaats. Hoewel vaak bij de celdeling de chromosomen van de moeder en van de vader bij elkaar bleven en dus geen vermenging van chromosomen optrad, werden in de nakomelingen geen planten gevonden die voor 100% op de moeder of vader leken. Dit kwam doordat voor deze combinatie geen levensvatbaar zaad ontstond. Alleen waarbij wel vermenging optrad werd kiemkrachtig zaad gevormd. Door deze twee afwijkende gedragingen gaan de algemene wetten uit de genetica bij de grote teunisbloem niet op. Bij andere gewassen, speciaal de zelfbestuivers, zat hij wel op het goede spoor van de erfelijkheidsleer. Bij de vererving bij de kruisbestuivers zat hij echter in het algemeen niet op het juiste spoor.
De klassieke genetica Toen de theorieën van Mendel in 1915 door Thomas Hunt Morgan werden geïntegreerd met de chromosomale erfelijkheidstheorie, vormden ze de kern van de klassieke genetica. Ronald Fisher combineerde deze ideeën met de theorie van natuurlijke selectie in zijn boek uit 1930 The Genetical Theory of Natural Selection, waarmee hij evolutie op een wiskundige niveau bracht en daarmee de basis legde voor de populatiegenetica binnen de moderne synthese.
Vavilov bestudeerde de afweer van planten met William Bateson, de grondlegger van de genetica. In 1919 stelde hij een theorie op over de immuniteit bij planten en formuleerde in 1920 de wet van homologische reeksen bij genetische veranderlijkheid. Onder invloed van het werk van de Zwitserse botanicus Alphonse de Candolle publiceerde Vavilov in 1926 (Centra van oorsprong van gecultiveerde planten) waarin hij zijn theorie van genencentra (center of origin) van de belangrijkste gewassen uiteenzette. Hij kwam tot acht regio's, meer gebaseerd op intuïtie dan op data uit onderzoek. In Afrika was nog weinig onderzoek gedaan, dus dit bleef onderbelicht, maar afgezien daarvan klopte het beeld redelijk, al zou het begrip later verfijnd worden. Zo is Nederland het genencentrum voor Engels raaigras.
Lysenko was een pseudowetenschapper uit de Sovjet-Unie. Hij speelde met zijn zogenoemde lysenkoïsme een controversiële rol in de landbouw in de Sovjet-Unie. Zijn ideeën over erfelijkheid, die goed aansloten bij het marxistische gedachtegoed, bezorgden hem na 1945 een zeer grote politieke invloed onder Stalin. Zij bleken echter onjuist. De wijze waarop afwijkingen van Lysenko's "officiële" leer werden onderdrukt door de regering, heeft het onderzoek naar genetica in de Sovjet-Unie grote schade berokkend. In de jaren 60 nam zijn invloed sterk af, en werd openlijk erkend dat zijn leer niet met de waarnemingen strookte. Het belangrijkste onderdeel van Lysenko's ideeën over erfelijkheid, die in wezen een vorm van lamarckisme zijn, is dat de erfelijke eigenschappen van individuele organismen zouden kunnen worden beïnvloed door veranderingen van de omgeving en dat die eigenschappen daarbij veel sneller kunnen veranderen dan door selectie mogelijk is. Deze beweringen moesten worden ondersteund door experimenten met vernalisatie. Hierbij werd bijvoorbeeld wintertarwe in ijskoud water geweekt, waardoor deze wintertarwe zou zijn veranderd in zomertarwe, die sneller rijpt en grotere opbrengsten heeft — en deze eigenschappen zouden dan in volgende generaties behouden blijven.
Rond 1920 werden statistische methoden ontwikkeld om genwerking te analyseren en erfelijke variatie te onderscheiden van variatie veroorzaakt door de omgeving. Al in 1931 betoogde Sewall Wright in zijn theorie over de evolutie van continu variërende eigenschappen dat uiteindelijk veel genen met een kleine invloed op een eigenschap de genetische basis vormen van de kwantitatief variërende eigenschappen (zoals lengte en huidskleur) in populaties.Wright, S. (1931): Evolution in Mendelian Populations. Genetics. 16 (2), 97–159. Hij ging uit van een Mendeliaans overervingspatroon voor elk individueel genlocus, met additieve effecten en een dominantieafwijking. Het was echter pas in 1961 dat John Thoday erop wees dat de overdracht van individuele chromosomale regio's van ouders op individuele nakomelingen kon worden gedetecteerd met behulp van merkergenen.Thoday, J.M. (1961): Location of polygenes. Nature, London 191, 368–370. De term QTL werd voor het eerst gebruikt door Herman Geldermann (1975) in verband met het gebruik van merkerloci voor de analyse van kwantitatieve eigenschappen bij dieren.Geldermann, H. (1975): Investigations on inheritance of quantitative characters in animals by gene markers. Methods. Theor. Appl. Genet. 46, 319–330. In 1982 werden effecten van gen-gemarkeerde chromosomale regio's op kwantitatieve eigenschappen aangetoond in terugkruisingsgroepen van inteeltmuizenlijnen.Kluge, R., H. Geldermann (1982). Effects of marked chromosome sections on quantitative traits in the mouse. Theor. Appl. Genet. 62, 1 – 4. Grote aantallen merkers werden pas vanaf ongeveer 1990 beschikbaar met behulp van DNA-technieken en werden al snel gebruikt voor vele genoombrede QTL-mappingen in vee, menselijke genetica en gewassen. Voor de evaluaties ontwikkelden Eric Lander en David Botstein in 1989 een methode om veel merkerloci te gebruiken voor het in kaart brengen van QTL's.Lander, E.S.; Botstein, D. (1989): Mapping mendelian factors underlying quantitative traits using RFLP linkage maps. Genetics 121, 185–199. Deze zogenaamde intervalmapping maakt gebruik van paren flankerende merkers om de waarschijnlijkheid aan te geven dat een QTL zich in het interval bevindt.
Kunstmatige veredeling In 1933 beschreef Marcus Morton Rhoades een belangrijke veredelingstechniek, cytoplasmatische mannelijke steriliteit (CMS), ofwel pollensteriliteit, ontwikkeld voor maïs. CMS is een maternaal overgeërfde eigenschap (via de mitochondriën) die ervoor zorgt dat de plant steriel stuifmeel produceert wat zelfbestuiving voorkomt. Dit maakt de productie van hybriden mogelijk zonder de arbeidsintensieve ontpluiming.