自然界中存在的基因转移和基因重组现象，为动植物的转基因育种奠定了生物学基础。转基因的研究就是从自然界中一种名为“农杆菌”的生物学习来的。农杆菌是普遍存在于土壤中的一种细菌，是天生的转基因高手。例如，土壤中的根癌农杆菌，携带有一种染色体外的可以自主复制的特殊DNA分子（Ti质粒，即肿瘤诱导质粒），含有致瘤基因，在自然条件下能侵染植物的伤口部位，进入植物细胞，然后将自身的一段DNA（T-DNA，即转移DNA）插入植物的基因组中，并诱导植物产生瘤状物。我们平时看到许多树干上鼓起的一个个大包，有些可能是树木遭受物理性损伤，如挤压、砍伐等，由于筛管的断裂造成局部营养过剩而引发的；有些可能就是根癌农杆菌的“杰作”。科学研究发现，早在8000年前，甘薯的基因组里就含有土壤农杆菌的基因成分，可以说，甘薯是目前为止最古老的天然转基因植物。

 

　　既然自然界中可以实现基因在生物体或物种之间的转移和重组，产生转基因生物，那么，在实验室中可不可以通过体外的基因重组，实现外源基因在另一种生物中的复制和表达呢？从20世纪40年代起，一系列重大生物工程技术的诞生，为实现体外的基因重组提供了理论基础和技术支撑。

 

　　常规的植物转基因实验就是借助现代生物工程技术，利用农杆菌的天然转基因能力实现的。简单地说，就是将一种生物的一个或多个优良基因进行分离后，连接到农杆菌的DNA分子中，利用农杆菌将这些优良基因插入到另外一种植物的基因组中，并实现表达，经筛选得到具有期望性状的转基因植株。

 

　　推而广之，所谓“转基因技术”，就是将高产、抗逆、抗病虫、高营养品质等已知功能性状的基因，通过DNA重组方法转入到受体生物体中，使受体生物在原有遗传特性的基础上增加新的功能特性，获得新品种，生产新产品。例如，将微生物体内的抗虫基因转入棉花、水稻或玉米，培育成对棉铃虫、卷叶螟及玉米螟等昆虫具有抗性的转基因棉花、水稻或玉米。不过，转基因技术涉及复杂的操作步骤，即使有农杆菌的帮助，要想将基因成功转入受体生物并且表达出来，也不是容易实现的，需要科学家们做大量的实验和长期的努力。