转基因农作物(Genetically Modified Crops)是指运用分子生物学(基因重组和组织培养)技术，将其他生物或物种(植物、动物、微生物)的基因转入作物后培育出来的具有特定性状的农作物品种。转基因作物通常具有高产优质、抗病虫、抗非生物逆境、抗除草剂、耐储存、提高某些营养成分含量、改善作物品质、增强口感和色泽等优良性状。

美国是转基因农作物产业化应用最早的国家。1994年。全球种植的第1个商品化转基因农作物是Fla—vrSavrTM番茄。自1996年起，全球转基因农作物开始大规模商业化种植，目前，种植最为广泛的转基因作物包括大豆、棉花、玉米和油菜四大类，其他较为常见的有转基因木瓜、番茄、甘蔗、苹果、甜菜、苜和苹果等。转基因农作物的特性分为3代。第1代称为“Inputtraits”，即输入特性性状，其主要目的是降低耕种成本，增加作物产量以及减少化学农药的使用等。第2代称为“Outputtraits”，即输出特性性状，其主要目的是改善作物产品的品质。第3代称为“Value—add·edtraits”，即附加值性状，主要目的是提高作物的附加值。

转基因农作物已成为现代农业生产的重要组成部分，为提高农作物的产量和品质、保障全球粮食安全、促进现代农业产业健康发展提供了重要的助力，但世界很多国家对发展转基因农作物仍持谨慎态度。

19世纪60年代，奥地利遗传学家孟德尔采用豌豆进行杂交试验，发现了控制颜色和种子圆皱的遗传规律，推测某种遗传因子决定豌豆的性状。20世纪初，丹麦科学家约翰根据孟德尔遗传定律，在《遗传学原理》一书中，正式提出“基因”概念。20世纪20年代，美国遗传学家托马斯·摩尔根通过果蝇杂交试验，验证了孟德尔的遗传分离和自由组合定律，并将基因定位于染色体上，由此创立了基因连锁与互换的遗传学第三定律。1953年，沃森和弗朗西斯·克里克提出了DNA（脱氧核糖核酸）的双螺旋结构模型，使人们对遗传现象的认识从染色体水平深入到分子水平，标志着分子生物学的开端。

1974年，科恩等构建了载体质粒并在大肠杆菌中复制和表达，实现了非洲爪蟾核糖体蛋白质基因的体外重组，开启了以基因重组技术为代表的基因工程时代。1982年，《自然》杂志发表基因重组技术相关文章，第一次提出转基因生物（transgenic organism）概念，即采用基因重组技术获得、携带外源 脱氧核糖核酸的生物。

美国是转基因农作物产业化应用最早的国家。1993年，批准延熟保鲜转基因番茄上市；1994年，批准耐苯腈类除草剂转基因棉花和耐草甘膦转基因大豆商业化种植；1995年，批准抗虫转基因玉米和耐除草剂转基因玉米产业化应用；1996年，批准抗虫耐除草剂复合性状转基因玉米商业化种植。从1996年起，转基因农作物在全球得到大面积推广应用。截至2019年，全球29个国家种植了1。904亿hm2的转基因农作物，其中美国转基因农作物种植面积为7150万hm2，占全球转基因农作物总面积的38%。

中国从1992年开始转基因棉花研究，1994年研制成功单价抗虫棉（GK）并进行了推广应用，是继美国之后世界上第二个成功研制转基因抗虫棉花的国家。

2009年，由华中农业大学研发的转基因抗虫水稻华恢1号及杂交种Bt汕优63、中国农业科学院生物技术研究所研发的转植酸酶PhyA2基因的BVLA430101玉米自交系获得原农业部颁发的转基因生物安全证书，转基因粮食作物产业化开始提上议事日程。由于一段时间内，存在关于转基因安全问题的激烈争议，我国转基因主粮品种审定、生产经营许可等处于暂停状态。因此，转基因水稻和转基因玉米一直没有进入生产应用阶段。

2013年，全球范围的转基因农作物商业化应用在争论中不断快速扩大，中国有关转基因食品安全的质疑和争论趋于理性。另外，中国进口大量转基因粮食类农产品，每年进口上亿吨的转基因大豆、上千吨的转基因玉米。进口转基因粮食农产品全部用于食品加工和用作饲料加工原料，这在一定程度上消减了社会公众对转基因的恐慌情绪，有关转基因安全问题的争论趋于理性。2021年，农业农村部对已获得生产应用安全证书的耐除草剂转基因大豆和抗虫耐除草剂转基因玉米开展了产业化试点并取得了良好效果。2023年12月25日，中国85家企业农作物种子的生产经营许可证被批准发放。

美国是转基因技术研发大国，也是全球最大的转基因作物生产和消费国。自20世纪90年代初将基因改制技术实际投入农业生产领域以来，美国农产品的年产量中55%的大豆、45%棉花和40%的玉米已逐步转化为通过基因改制方式生产。截止2023年，美国已经批准了22种转基因作物产业化，包括玉米、大豆、棉花、甜菜等。美国的转基因食品很普及，除了用作动物饲料，还被加工成玉米粉、玉米油、有机大豆油、油菜油，玉米粉被制造成面包，有的还制成甜味剂用于软性饮料之中。据不完全统计，美国国内生产和销售的转基因食品超过3000个种类和品牌，加上凝乳酶等转基因微生物来源的食品，含转基因成分的食品超过5000种。

美国《国家生物工程食品信息披露标准》中将转基因食品称为生物工程食品。其中规定，转基因食品的标注阈值是5%，转基因成分含量不高于5%，就不必标注。转基因成分含量高于5%的食品，就必须向消费者披露转基因信息。标识有多种选择，包括文字说明、写着“生物工程”的图标、电子或数字链接以及使用短信等，小型食品生产商或小型包装也可选择提供电话号码或网址，供消费者查询转基因信息。

欧洲的一些国家反对转基因食品。欧盟28个成员国中，其中有17个成员国决定拒绝转基因种植（保加利亚、德国、塞浦路斯、拉脱维亚、希腊、克罗地亚、法国、奥地利、匈牙利、波兰、荷兰、立陶宛、意大利、斯洛文尼亚、马耳他、卢森堡以及丹麦），此外还有4个地区禁止种植转基因作物，苏格兰、威尔士、北爱尔兰和瓦隆。欧盟委员会进行的一项调查显示，56%的欧盟国家公民敌视转基因技术，此外，对转基因技术缺乏了解，特别是媒体对转基因技术风险的肆意夸大，也让欧洲人因此一直对转基因食品疑虑重重。早自1998年10月开始，欧盟便不再批准新的转基因产品上市。1999年，法国、意大利、奥地利、比利时、丹麦、希腊和卢森堡等7个欧盟国家干脆对转基因产品实施了为期4年的禁令。2002年1月，欧盟委员会又通过一项法规，要求凡是含有1％以上转基因ＤＮＡ或蛋白质的产品上市都必须实行许可和标签制度。

2001年7月，欧盟委员会又提出了有关转基因的两项立法建议，以统一欧盟15国的转基因管理体系。2003年7月2日，欧洲议会通过了这两项法规。这两项法规主要涉及到转基因产品的标签制度、可追踪性、安全性和上市申请等问题。内容包括：（1）转基因成分在0．9％以上的所有产品（包括动物饲料、植物油等），而不仅仅是农作物和食品，都必须有标签清楚地标明“本产品为转基因产品”。（2）转基因产品从生产到出售的所有环节都有据可查，并要求企业经营者保留5年的使用转基因产品的记录。（3）简化和统一转基因产品的上市审批程序，改变各成员国各自为政的现状。新成立的欧洲食品安全署将负责评估转基因产品的安全性，并将其意见提交给欧盟委员会，最终由欧盟成员国用多数票表决的方式决定授予上市许可证，有效期为10年。（4）允许欧盟所有成员国制定自己的规定，确保欧盟国家种植的转基因农作物不会同普通作物“交叉授粉”。

作为世界粮食出口大国，俄罗斯一度对转基因食品态度比较保守。据全俄舆情研究中心调查显示，约95%的俄罗斯人拒绝食用转基因食品，他们认为食用这类食品对健康没有保障。

转基因食品在俄并不普及。当地媒体资料显示，俄市场上含转基因成分的食品比例不足10%。从品种上来看，最常见的含有转基因成分的食品为豆制品、米面制品和肉类食品。

俄政府规定，转基因食品要通过注册准入制才能上市，迄今俄卫生部已经发放了100多份转基因原料和食品的注册证书。虽然现在几乎没有俄罗斯企业商业化种植转基因作物，但转基因产品的进口一直在增长，如大豆、土豆、玉米等。

根据俄政府2004年颁布的食品卫生条例，转基因成分超过9%的食品都需在包装上明确标识。这种标签的底色为浅绿色，上面印有“含有转基因成分”的深绿色字样。莫斯科市政府还特别规定，标签上应注明转基因产品原材料在俄罗斯的注册情况。此外，莫斯科市政府对转基因食品的销售还有一些限制措施。

日本是粮食进口大国，每年进口大量来自转基因作物的食品。但由于日本消费者对转基因食品还存在诸多顾虑，日本政府要求对转基因食品进行严格的安全检查，并进行一定程度的标识。

日本也出台了一系列严格管理转基因食品的制度。首先，所有进口的转基因农产品都必须先获得批准，由食品安全委员会负责审查。如果企业进口非安全名单上的食品，就会受到处罚。此外，相关产品还必须符合国际《卡塔赫纳议定书》中关于进口转基因动植物的规定。

在加工转基因食品时，也需要遵循日本农林水产省的质量标准。农林水产省的调查机构会用ＤＮＡ鉴定技术对相关产品进行检查，如果其中的转基因成分含量较高而违反了标识规定，可依据相关法规进行罚款。

印度国内目前为止还没有开放转基因食品的国际贸易和市场流通，但是随着转基因技术的发展以其在印度国内的日益成熟，印度食品安全标准局（FSSAI）已经准备在2006年制定的食品安全及标准法的基础上，起草关于在印度实施转基因食品监管的条例并计划对转基因食品施行安全评估和审核程序。这个程序将利用现有的监管单位，包括以下三个单位的生物技术部门：印度科学技术部，印度环境森林部（MOEF）和印度医学研究委员会（ICMR）。

印度目前还没有统一的政策或者法律文件，对转基因生物技术进行知识产权保护。但是政府目前正在采取措施对相关的法案做出修订和补充，如印度政府修订了1970年的《专利法》，从2003年5月20日起，该法对于一般转基因动植物都予以专利保护。

中国已经开展了棉花、水稻、小麦、玉米和大豆等方面的转基因研究，已经取得了很多研究成果，尤其是在转基因棉花研究方面成绩突出。然而，真正进行大规模商业化的品种却并不很多。真正规模种植的只有抗病毒方红甜椒和延迟成熟西红柿、抗病毒烟草、抗虫棉等6个品种。

早在1992年，中国就加入《生物多样性公约》，并先后出台了《基因工程安全管理办法》《农业生物基因工程安全管理实施办法》《农业转基因生物安全条例》《转基因食品卫生管理办法》《进出境转基因产品检验检疫管理办法》《开展林木转基因工程活动审批管理办法》等多部法律法规，对转基因技术进行监督管理。

转基因技术是将高产、抗逆、抗病虫、提高营养品质等已知功能性状的基因，通过现代科技手段转入到目标生物体中，使受体生物获得新的功能特性，产生新的品种和新的产品。转基因技术是现代生物发展的核心技术之一，在保障全球粮食安全、保护生态环境和拓展农业基本功能等方面具有重要作用和巨大潜力。

转基因作物是指运用分子生物学（基因重组和组织培养）技术，将其他生物或物种（植物、动物、微生物）的基因转入作物后培育出来的具有特定性状的农作物品种。转基因作物通常具有高产优质、抗病虫、抗非生物逆境、抗除草剂、耐储存、提高某些营养成分含量、改善作物品质、增强口感和色泽等优良性状。

转基因技术的出现，弥补了传统杂交育种技术的缺陷，可把从其他植物、动物或微生物中分离到的目的基因，转移到目标植物的基因组中，这样不仅能解决基因转移和重组效率较慢等问题，而且能把非近源物种基因转移至目标植物，使新植物具有抗虫、抗病、抗逆、高产、优质等原来没有的优良性状，并使之稳定遗传，这样的新植物即被叫做转基因植物。

抗除草剂是最重要的转基因性状。其次是抗虫，以及抗除草剂和抗虫两个基因的累积性状。

根据转基因农作物的特性分为3代。第1代称为“Inputtraits”，即输入特性性状，其主要目的是降低耕种成本，增加作物产量以及减少化学农药的使用等。抗除草剂作物、抗虫作物、抗病毒作物、抗恶劣环境作物(如抗旱作物)等均属于第l代转基因作物。第1代转基因作物虽然没有给消费者带来直接的经济利益，但给农户带来较大的实惠，同时，也在一定程度上减少了化学农药给环境带来的污染。第2代称为“Outputtraits”，即输出特性性状，其主要目的是改善作物产品的品质，如改善食品的味道，增加食物的营养，降低食物中的饱和脂肪酸含量，提高油料作物的含油量等。第2代转基因作物可以让消费者直接受益。第3代称为“Value—add·edtraits”，即附加值性状，主要目的是提高作物的附加值。这种转基因作物将传统粮食及纤维制品用于完全不同的领域，如医药、生物燃料和生物降解等领域。

自1996年起，全球转基因农作物开始大规模商业化种植，目前，种植最为广泛的转基因作物包括大豆、棉花、玉米和油菜四大类，其他较为常见的有转基因木瓜、番茄、甘蔗、苹果、甜菜、苜蓿和苹果等。截至2022年，全球73.7%的大豆、32.9%的玉米、80.4%的棉花、23.8%的油菜都是转基因品种，主要是转抗虫和耐除草剂两种基因的作物。截至2019年，其他转基因作物种植情况：苜蓿（130万公顷）、甜菜（47.3万公顷）、甘蔗（2万公顷）、盘木瓜（1.2万公顷）、红花（3500公顷）、阳芋（2265公顷）、茄子（1931公顷），以及不到1000公顷的南瓜、苹果和菠萝。

转基因耐除草剂、抗虫大豆是目前全球种植最为广泛的转基因作物，据国际农业生物技术应用服务组织（International Service for theAcquisition of Agri-biotech Applications，ISAAA）统计，转基因大豆2018年的种植面积高达9590万公顷，占全球转基因作物种植总面积的一半。目前，商业化的转基因大豆主要包括抗耐草剂、抗虫、高油酸含量以及其他品质改良等几类，转入的目标基因包括cp4 epsps、gm-hra、pat、bar、aad-12、cry1Ac、cry1F、fatb1-A、fad2-1A等。

转基因抗虫、耐除草剂玉蜀黍属是全球第二大转基因作物，2018年种植面积为5890万公顷。一种常见的土壤细菌——bt（Bacillusthuringiensis，Bt），能产生几种蛋白质，昆虫摄入后就会死亡，但这些蛋白质对人类无害，长期被有机种植者用作天然杀虫剂。将控制这些蛋白合成的基因（Bt）转入玉米后，就能在玉米植株体内产生bt毒蛋白，不用打农药就可以减轻或避免虫害。Bt杀虫基因已成为转基因作物中应用最为广泛的抗虫基因，目前还在不断研发杀虫活性更高、杀虫谱更广的新Bt毒蛋白基因。转Bt基因抗虫玉米因其抗玉米螟、棉铃虫、东方黏虫等效果显著且直观，使其成为转基因作物中商业化种植速度最快的作物之一。目前，商业化种植的转基因玉米主要为抗虫、耐除草剂、抗旱以及品质改良等品种，转入的基因包括cry1Ab、epsps、Cry2Aj、G10evo、maroACC、cp4epspsZM、bar、Cry1Ab-Ma、mCry2Ab、mG2-aroA等。

转基因抗虫棉是全球第三大广泛种植的转基因作物，2018年的种植面积为2490万公顷。1990年，孟山都公司将修饰过的Bt杀虫基因转入棉花并获得高Bt毒蛋白含量的转基因棉花植株，随后进行了Bt抗虫棉的选育和品种的商品化。自上个世纪90年代以来，棉铃虫在我国大部分棉区持续性大发生或爆发，给棉花生产带来了巨大的威胁，棉农谈“虫”色变，仅1992年一年即造成直接经济损失60多亿元，间接损失超过100亿元，对整个国民经济发展造成了很大影响。我国转Bt杀虫基因棉花研究起始于90年代初，郭三堆等成功培育了我国第一个具有商业化种植前景的转Bt基因抗虫棉，并于1997年开始在我国广泛种植。目前商业化的转基因棉花主要为抗虫、抗病、抗旱和耐除草剂的品种。

转基因油菜也是全球广泛种植的农作物，ISAAA统计表明，2018年转基因油菜的种植面积达1010万公顷。美国、加拿大是最早商业化种植转基因油菜的国家，截至2017年，美国已获批40余个商业化转基因耐除草剂油菜品种，美国种植的油菜均为转基因品种。目前，商业化的转基因油菜主要为耐除草剂转基因油菜、高月桂酸转基因油菜、含ω-3脂肪酸的转基因油菜等几大类。

黄金大米是 β-胡萝卜素强化的转基因稻米。维生素A缺乏（简称VAD）是全球性公共卫生问题，全球1/4的学龄儿童（1。27亿）存在维生素A缺乏的问题，失明超过25万。1999年，苏黎世联邦理工学院苏黎世分校Ingo Potrykus博士发明了黄金大米，他通过转基因技术，让大米胚乳能生产β-胡萝卜素，这样的大米呈金黄色，在动物体内可以转化为生存所需的维生素A，可以有效缓解贫困地区高发的维生素A缺乏症及其导致的失明和免疫力低下。

1994年，由美国Calgene公司成功培育的世界首例商品化转基因作物一转基因延熟耐储存番茄Flavr-SavrTM获准进入市场。1998年，孟山都公司培育的转基因抗虫番茄品种“5345”在美国获批环境安全和食品安全评价，2000年，该转基因番茄品种在加拿大获批食用。近年来，用转基因方法已培育出抗病虫害、抗除草剂、抗逆、延迟成熟和品质改良的番茄品种，番茄雄性不育系转基因育种也取得了一定进展。

番木瓜环斑病毒是木瓜生产上为害最严重的病害，曾给木瓜产业造成毁灭性的打击。目前商业化种植的转基因木瓜主要为抗环斑病毒的品种。1990年，世界首个转抗番盘木瓜环斑病毒基因的木瓜品系在美国培育成功，1998年美国批准商业化种植转基因番木瓜品种“日出”和“彩虹”，挽救了美国的木瓜产业。2003年被加拿大、2011年被日本批准进口，2011年底被日本批准种植。我国于2010年引进转基因木瓜。“华农１号”是我国历时10年自主研发的转基因番木瓜品种，20世纪90年代中期开始进行基因分离克隆，2006年正式培育成功，随后在广东省进行了5年的区域实验和推广，2010年获农业农村部颁发的安全证书“农基安证字（2010）056号”，随后在我国华南地区开始大规模种植。目前，我国市面上90%以上的木瓜均为转基因木瓜。

关于转基因植物对作物遗传多样性的影响，存在两种截然不同的观点。一种观点认为转基因植物（起码是2006年这一代的转基因植物）的引入和发展对作物遗传多样性存在着负面的作用。另一种观点认为，转基因植物的引入对作物遗传多样性保护起着良好的促进作用。

抗除草剂转基因作物会跟禾本科杂草和野生近缘种杂交，使得这些杂草对除草剂也产生抗性。为了防治这些具有抗性的杂草，农民只能加大除草剂的用量或是采用更强的除草剂。如果这些杂草对细菌、真菌或其它作物病害也产生抗性的话，那么它们的防治将更加困难。在农民使用除草剂的量不够多的情况下，对除草剂有抗性的杂草群体仍能萌发。对除草剂敏感的杂草群体也会发展出对除草剂的耐性，或者那些对某种除草剂有耐性的杂草会取代没有耐性的杂草。杂草科学家发现，后一种现象更容易发生。事实上，1997年在美国艾奥瓦州观察到，普通的(苋属 rudis)禾本科杂草群体在避过草甘膦（glyphosate）的施用后，才推迟萌芽；绒毛叶（Abutilon theophrasti）对草甘膦有了更大的耐性后，农民仍按照原来的施药量喷施草苷膦，就不能达到预期效果。这些问题将导致农民使用。比草甘膦毒性更大的除草剂。

种植转基因抗虫作物能减少杀虫剂的使用，降低作物损失。但是昆虫种群具有天生的快速适应环境压力的能力，使抗虫生物技术的长期有效性受到了严重的威胁。昆虫和其它有害生物对害虫防治机制的适应，将会对环境和人类健康产生严重后果。当昆虫种群对一种害虫防治措施适应后，将会导致更高毒性的化学杀虫剂的使用。同样，如果害虫适应了某一种转基因抗虫作物后，另一种人类目前尚未了解其对环境和人类健康影响的基因就会取代原来基因的位置，侵染作物。许多研究证明了昆虫对转基因作物抗性的进化，提到建立过渡区作为昆虫庇护所来减慢这种抗性进化速率的重要性。现有的研究资料都局限在对特定害虫的实验室研究。随着更多研究资料的报道，对昆虫抗性发展进化程度的了解将大大加深。

转基因植物对非目标生物的影响受到了广泛关注。这些非目标生物包括不属于害虫的动物、植物和微生物。昆虫天敌、土壤微生物和以健康昆虫种群为食的野生生物(如鸟类和无脊椎动物)都有可能受到转基因植物的影响。

实验室试验已证实，转基因抗虫作物对有益捕食性昆虫，如草蛉（Chrysoperla carnea）、瓢虫（Adalia bipunctata）、美洲大斑蝶（Danaus plexippus）幼虫和土壤生物等具有负作用。Hilbeck等发现，在给草蛉幼虫一种以多种农业害虫为食的捕食性昆虫)饲喂以Bt玉米为食的害虫时，其死亡率为62%，而饲喂以危害普通玉米的害虫时，其死亡率只有37%。在孟山都公司向美国国家环境保护局提交的资料中，以Bt玉米害虫为食的草蛉幼虫的死亡率并没有差异。但美国国家研究委员会认为，孟山都公司没有完全成功地模仿自然状态，因为他们只是将Bt毒素涂在鳞翅目昆虫的卵表面，而草蛉取食的却是害虫卵内部的营养。

如果转基因抗虫植物确实影响目标害虫和非目标昆虫，那么它们还会通过食物链进一步影响这些昆虫的捕食者。英国皇家协会注意到生物多样性的下降极有可能是受到“现代农业生产实践”的影响，并强调应更多地研究转基因植物对鸟类、哺乳动物和土壤生物的影响。美国国家研究委员会认为，含有各种杀虫毒素的转基因作物的商品化，会因食物来源减少，而伤害某些野生生物。相反地，由于化学杀虫剂会消灭鸟类的食物来源，因此转基因作物取代化学杀虫剂后，也有一些鸟类的种群数量将会增加。

受转基因植物潜在影响的生物并不仅仅是昆虫和其它动植物，还包括土壤生态系统内的各种生物。转基因作物的外源基因及其表达产物可通过根系分泌物或作物残茬进入土壤生态系统，土壤的特异生物功能类群以及土壤生物多样性都有可能因此而改变。外源基因的导入可能影响到植物分解速率和C、N水平，进而影响土壤生物、生态过程和肥力。

建立在重组脱氧核糖核酸技术基础上的植物基因工程技术，可以克服常规育种技术的不足，打破物种间的天然屏障，实现基因在动物、植物、微生物之间的转移，甚至可将人工合成的基因导入生物体内。因此，转基因植物的基因既可来自于种内，更多的来自于不同种间。也就是说，转基因植物并非是自然界天然存在的物种，它对生态系统的影响就相当于一个外来种对某一生态系统的影响。由于遗传背景不同，基因会发生各种各样的相互作用，如基因的多效性、体细胞变异等，且转基因植物中基因的表达受环境等多种因素影响，因此转基因作物中有可能出现一些在常规育种中不曾遇到的新组合、新性状。它们对生态系统生物多样性的影响截至2008年还缺乏充分的证据，已知的风险包括：1）转基因植物演变为有害生物的可能性，如转基因植物杂草化、怪物化或演变成优势物种而破坏生态平衡和生物多样性；2）转基因植物是否会引发新的环境问题，如对除草剂产生抗性、对Bt杀虫基因的抗性与治理，新病毒的产生等；3）对物种起源中心和基因多样性中心的影响，对生物多样性可持续利用的影响；4)基因漂流对生态环境和农业生产的影响。其影响包括：外源基因向相关植物、动物和微生物的水平转移；外源基因向常规品种漂流而导致的有关种子质量、有机农业的争端；在长期大规模应用后发生不可预见的环境问题，如产生的新性状不稳定，单一种植的风险，改变了生物群落的结构和功能等。

转基因作物是指把指定基因导入植物基因，并使其具有遗传稳定性。这种基因除了可以由植物提供，也可以从动物或微生物中提取来导入植物。导入的基因都是与所要获得的优良功能有关，导入之前可以对基因进行需求的体外修饰。经过转基因植物培育之后，往往能得到人们理想的优良性能，这种靶向基因导入的方式，打破了传统育种对遗传资源来源的限制。例如，转基因棉花具有抗除草剂基因和抗病虫害基因，消除了除草剂的危害以及棉铃虫所带来的困扰。

杂草和病虫害既是千百年来困扰农业发展的两大难题，也是影响农作物高产的主要原因。农药的使用不仅花费巨大，且具有强大的毒副作用，可以破坏人们的神经中枢，甚至致癌。长期使用农药使一些杂草和害虫产生了抗药性，对环境造成极其严重的危害。以抗虫基因棉花为例，它不仅可以抵抗棉铃虫等害虫的危害，提高棉花产量，而且因减少了农药的使用量而节省了费用，社会经济效益巨大，减少了农药对棉农的危害及对天敌的毒害并保护了环境。

遗传生物工程使人类开始应用天然植物生产的工业原料，如彩色棉花的诞生改变了人们传统化学印染的需求习惯；经过改良纤维和树木新品种可获得优质不易褪色的木材。

根据英国独立调查咨询机构连续10a的《全球转基因作物社会经济环境效益》调查报告载文指出，转基因作物增产、增收、减少农药用量。增收的主要原因是增产和降低生产成本。无论是抗除草剂的大豆、玉米、棉花、油菜，还是抗虫的玉米、棉花，都是增收的，全球种植转基因作物增加了农民或农场的收益，2013年全球增产6400万t，共计增收204亿美元。

丰富了食品的种类，提高相关产业的发展。截至2013年，功能性和治疗性转基因食品、转基因生物能源和环保产品相继研制成功，部分转基因药物上市销售，使转基因品种正在由简单性状改良向复杂性状改良，由农业领域向医药、加工、能源、环保领域拓展等方向发展。

在医疗卫生领域，可以应用转基因技术，以植物为“生物反应器”，制备生产大量蛋白、酶等有益生物代谢产物，为医疗业提供大量的药物来源。例如，很多有用的动物蛋白都是由烟叶作为“生物反应器”生产出来的；马铃薯、香蕉和胡萝卜作为“生物反应器”培育出来的抗乙型肝炎病毒疫苗对医疗事业做出很大贡献。

生物多样性是粮食生产安全的基础，转基因植物在给人类带来巨大的社会、经济、生态效益的同时，也可能给社会和环境造成危害，导致生物多样性减少，损耗基因库，使人类所依托的、丰富的农作物遗传多样性受到巨大的威胁。

转基因植物比传统植物有更强的特性，其作为外来物种，在性状和品质上优越于本土自然植物。按照查尔斯·达尔文“物竞天择、适者生存”的进化论与竞争机制，转基因植物必然会挤压生物群落中传统物种的生存空间，并通过食物链间接影响其所在生物群落的结构，对群落中的植物、动物产生伤害，进而威胁生物多样性。

转基因植物可能会通过花粉、种子、无性繁殖器官等产生基因“逃逸”“飘移”，从而引起“基因污染”，导致种子纯度下隆，改变农作物与野生近缘种杂种各世代的生态适应度、入侵能力，并可能会通过湮灭效应、选择性剔除效应、遗传同化作用等，影响野生群体的遗传完整性和遗传多样性。此外，外源转基因也可能会从转基因作物向作物的同种禾本科杂草漂移，导致具有更强特性的超级杂草产生。

转基因植物通过抗虫、抗草、抗逆境、抗病毒等特性，在攻击或消灭特定目标的同时，通过食物链，有可能会直接或间接地威胁非靶标有益生物的生存、繁衍，或使目标害虫出现抗性进化，从而引起生态风险问题。

受经济效益的影响，农民可能会大范围单一种植通过生物技术创造出的超级新植物品种，但种植单一作物不足以抵御自然灾害风险，一旦单一种植的转基因作物遭受病虫侵害，可能会带来灾难性后果。

转基因在医药、农业、工业、环保、能源领域得到广泛应用。在医药领域，主要用于生物制药和重组疫苗生产，如胰岛素、乙肝疫苗、抑生长素、干扰素、人生长激素等；在工业领域，转基因技术被用于改造传统产业，包括食品工业微生物菌种改良、构建工程菌生产化工原料，如酶制剂、氨基酸、甜味剂和香料、乙醇、丁醇、冰醋、DL-乳酸、柠檬酸、DL-苹果酸、聚羟基丁酸等；在环保领域，用于环境治理和环境保护，如构建工程菌对工业废水和生活污水进行净化处理；在能源领域，转基因微生物被用于生产燃料乙醇，用酒精部分替代化石燃料。

转基因在农业上主要用于农作物、动物、微生物生产，主要包括：转基因动植物（含种子、种苗、种畜禽、水产苗种）、转基因动植物产品及其加工产品、含有转基因动植物成分的产品；转基因微生物及其加工产品、含有转基因微生物的产品。在农业生产过程中，农业投入品可能涉及转基因的种子种苗、饲料原料及饲料产品、微生物肥料、动物疫苗、食用菌栽培基质等。利用转基因技术生产的微生物肥料、工程疫苗都属于转基因的农业投入品。转基因大豆经压榨得到转基因豆油，剩余的豆粕被用于饲料加工原料，饲料产品中含有转基因成分。假如利用转基因棉花的棉籽壳栽培食用菌，则栽培基质包含转基因成分。

目前，农业转基因产业化应用最多最广的是转基因农作物。转基因农作物通过利用基因重组技术，将来源于其他生物或特定物种的目的基因转入作物细胞内，经过培育、筛选，得到具有特殊性状的农作物新品种。转基因农作物可获得一些优良性状，如高产优质（增产效果明显）、抗病抗虫（可以减轻作物病虫害发生和减少化学农药使用）、耐除草剂（可以使用对应的除草剂除草并能降低除草成本）、抗逆性强（抗干旱、耐盐碱、抗低温）、耐储存（能够延长储存时间）、提高营养成分含量（增加蛋白质含量）、改善农产品品质（改善口感、色泽）等优良性状。

全球已经大规模推广种植的转基因农作物，主要目标性状涉及抗虫、耐除草剂、抗菌、抗病毒、抗干旱等。同时，为了满足农产品生产、加工、消费的多样化、多用途需求，一批优良性状新基因被克隆和开发应用，包括抗虫性状（如抗科罗拉多金花虫）、耐除草剂性状（如耐草铵膦）、抗病性状（如抗黄瓜花叶病）、抗逆性状（如耐盐碱）、耐储存（控制果实成熟）、品质改良性状（如富含γ-氨基丁酸番茄）。而且，在农业转基因研究中，经常同时转入多个外源基因，使农作物获得多个优良性状。美国批准生产应用的Smartstax TM玉米，同时增加了抗地上害虫、抗地下害虫、耐除草剂等3个性状，具备多种适应能力和良好的生产性能。

传统育种方法的杂交育种技术，通过携带优良遗传性状基因的亲本之间杂交（包含遗传物质交换和基因重组），产生大量的后代，再通过人工选择获得优良品系。然而杂交育种无法在种与种之间进行，或产生稳定遗传的后代。转基因育种最大的优势是可打破物种之间界限，突破杂交育种“生殖隔离”屏障，通过特定基因转移精准操作，实现可预期的基因重组，快速、高效地改变物种的遗传性状，极大加快育种速度、提高育种效率。

未来10年，世界转基因农作物的种植面积仍然会呈快速发展的趋势。转基因的应用将逐渐走向累积性基因的研究、开发及使用。许多非传统型农产品会逐渐成为事实而进人实际生产及市场，包括医药产品、口服疫苗、特殊化合物以及再生作物资源等。这些新的作物产品，可以逐渐替代不能再生、污染及原油等。发达国家将致力于累积性转基因农作物的开发，来满足消费者对农产品的多重要求。种子公司已投入巨额资金，研发新的有效转基因性状。这些有益基因性状，可以改善作物本身的农艺特性、产量及品质。包括增加植株活性、秸秆强度、根强度、雄性不孕、抗病、抗虫、耐旱、抗除虫剂、耐寒、优质纤维、高效酒精发酵、固氮能力、疫苗生产、优质蛋白产量以及优质油分等。未来育种的发展，可能是建立在现有育种基础上，利用现有的自交系及杂交种，导入新的累积性基因来改善现有品种资源产量和品质，这将对传统育种的发展带来冲击。

转基因作物对环境和气候产生的有益影响，主要体现三个方面：首先，通过减少矿物燃料的使用，降低杀虫剂和除草剂的喷药量来长期削减二氧化碳的排放量；其次，转基因作物采用免耕方法种植，可提高土壤的固碳量；第三，未来可用于生产酒精和生物燃料的转基因能源作物种植面积会有显著提高，一方面可以取代矿物燃料，另一方面又可以实现碳的再循环和固存。最新研究指出，生物燃料可使能耗的净节约率达到65％。由于未来转基因能源作物的种植面积会显著提高，因此转基因能源作物将对环境变化做出巨大贡献。

虽然转基因作物发展很快，但世界很多国家对发展转基因作物都持谨慎态度。主要是由于一方面对转基因农作物安全性的考虑，另一方面则是由于技术壁垒的需要。虽然英国的转基因农作物评估报告认为没有确切的证据表明当前市场上出售的转基因食品对人类有不良影响；联合国粮农组织(FAO)表明目前市场上的转基因食品可以安全食用；美国评估报告也认为基因工程本身不具危害性。但是，迄今为止，仍然无法保障未来转基因作物不发生问题，不能预测转基因作物是否对食品安全、资源及生态环境等带来影响，不能有效评估转基因作物的社会利益。

美国先锋种子公司将巴西坚果中编码2S albumin蛋白的基因转入大豆中，提高了转基因大豆中的含硫氨基酸。1994年，该公司对该转基因大豆进行食用安全评价时，发现对巴西坚果过敏的人同样会对这种大豆过敏。因此认为，蛋白质2S albumin可能正是主要过敏原，于是立即终止了这项研究计划。但此事后来一度被说成是“转基因大豆引起食物过敏”，作为反对转基因的一个主要事例。

1998年，据苏格兰Rowett研究所的科学家阿帕得•普斯泰（Arpad Pusztai）称，他在实验中用转雪滴花凝集素基因的马铃薯喂食大鼠，大鼠“体重和器官重量严重减轻，免疫系统受到破坏”。

伦敦皇家自然知识促进学会（The Royal Society）1999年5月的评审报告指出，普斯泰的实验存在失误和缺陷，主要包含试验设计不科学，试验过程错误百出，试验结果无法重复，因此结果和相应的结论不可信。并且认为，普斯泰在尚未完成实验并且没有发表数据的情况下，就通过媒体向公众传播其结论是非常不负责任的。

1999年5月，康奈尔大学昆虫学教授洛希（Losey）撰文称，他用拌有转Bt基因抗虫玉米花粉的马利筋禾本科杂草叶片饲喂君主斑蝶（Monarch butterfly）美国白灯蛾，发现这些幼虫生长缓慢，并且死亡率高达44%。洛希认为这一结果表明抗虫转基因作物同样对非目标昆虫产生威胁。

美国国家环境保护局（EPA）组织昆虫专家对帝王蝶问题展开专题研究。结论认为，该实验是在实验室完成的，并不反映田间情况，且没有提供花粉量数据。评价转基因作物对非靶标昆虫的影响，应以田间实验为准，而不能仅仅依靠实验室数据。2001年10月，洛希研究组又在《美国国家科学院院刊》杂志发表文章称：君主斑蝶幼虫经转Bt基因抗虫玉米Bt11和Mon810花粉饲喂14到22天对其存活的影响可以忽略不计。

2001年11月，加利福尼亚大学伯克利分校的微生物生态学家David Chapela和David Quist发表文章，指出在墨西哥南部地区采集的6个玉米品种样本中，发现了一段可启动基因转录的脱氧核糖核酸序列——花椰菜嵌纹病毒（CaMV）“35S启动子”，同时发现与诺华集团（Novartis）种子公司代号为“Bt11”的转基因抗虫玉米所含“adh1基因”相似的基因序列。绿色和平组织借此消息大肆渲染，说墨西哥野玉米已经受到了“基因污染”，甚至指责墨西哥小麦玉米改良中心的基因库也可能受到了“基因污染”。

该文章发表后受到很多科学家的批评，指其实验在方法学上有很多错误。经反复查证，文中所言测出的“CaMV35S启动子”为假阳性，并不能启动基因转录；文中所指在墨西哥地方玉米品种中测出的“adh1基因”是玉米中本来就存在的“adh1-F基因”，与转入“Bt玉米”中的“adh1-S基因”序列并不相同。《自然》杂志于2002年4月11日刊文，批评该论文结论是“对不可靠实验结果的错误解释”，并在同期申明“该文所提供的证据不足以发表”。