植物遗传转化又称为植物转基因或植物基因工程，其研究的关键是利用重组DNA、细胞组织培养或种质系统转化等技术，将外源基因导入植物细胞或组织，使之定向重组遗传物质，改良植物性状，培育优质高产作物新品种(王关林等，1998)。自1983年首例转基因植株诞生以来，植物基因工程已广泛应用于人工控制下定向改良植物的遗传性状。与常规育种方法相比，它具有以下一些特点：①不受亲缘关系的限制，可实现动物、植物和微生物间遗传物质的交流，从而充分利用自然界存在的各种遗传资源；②有效地打破有利基因和不利基因的连锁，充分利用有用基因；③加快育种进程，缩短育种年限。

20世纪60～70年代，人们就仿效细菌转化方法开展了植物转基因的尝试。1969年，Ledoux等用细菌DNA浸泡大麦的幼苗，通过对抽提DNA的沉降分析，发现转化大麦的DNA中存在中间密度的DNA带。1974年，他们进一步用同种细菌的DNA浸泡维生素B1缺陷型的拟南芥种子，结果观察到有少数浸泡的后代植株能在缺乏维生素B1的培养基上生长，这是较早的可信的种子转化法。当年，Hess等用来源于红花矮牵牛的总DNA浸泡白色矮牵牛的种子，观察到少数后代植株开红花。1976年Hess等进一步用人工培养萌发的花粉与外源总DNA溶液混合授粉，结果在后代植株中发现了外源基因表达的性状，并检测到外源基因表达的酶活性，这为后来的花粉管通道法提供了理论基础。这些早期的研究虽然算不上完备的植物基因转化，但为后来的植物转基因方法和体系的建立做了有益的探索。

1983年第一株转基因植株(Zambryski, 1983)的获得标志着植物转基因时代的到来。这年冬季，在“植物和动物分子遗传学”讨论会上，有两篇关于植物基因转化的论文，一是比利时根特大学Montagu和Schell把二氢叶酸还原酶基因转入烟草中，二是Monsant。公司将这个基因导入胡萝卜中；同年，华盛顿大学Chilton将NPTⅡ基因转入植物细胞，获得抗卡那霉素的植物愈伤组织。1984年Paszkowski将NPT Ⅱ等嵌合基因克隆到E.coli质粒上，并用PEG法介导转化烟草获得成功。1985年，Horsch等创立了农杆菌介导的“叶盘法”转基因系统，大大简化了以往利用原生质体作为受体的转基因体系，具有里程碑的意义。这个转基因系统至今仍被许多双子叶植物和一些单子叶植物转基因工作采用。1986年，Abel等将TMV CP转入烟草获得转基因植株，树立了基因工程在实际应用上的里程碑；同年，McCormick等转化马铃薯取得成功；翌年，美国、欧洲首先批准CP抗病毒植株进入田间试验。1987年，Jefferson利用GUS作为报告基因，使转基因愈伤组织和植株检测变得方便快速，大大地提高了转基因进程；其后，Umback等利用农杆菌介导转基因系统转化棉花获得成功；1987年，Fry等转化油菜成功；1988年，Hinchee等转化大豆取得成功。

1987年Cornell大学的Sanf ord等发明了基因枪，同年Klein首次将其用于植物转基因研究，克服了当时农杆菌介导的转基因方法的受体种类和基因型的限制，开创了植物转基因方法的新领域。1988年McCabe等利用基因枪法转化大豆幼胚和成熟胚的下胚轴获得了转基因再生植株。1989年杨虹等将GUS和Bt融合基因转入水稻中。1990年，Formm等和Gordon-Kamm等利用基因枪法成功转化了玉米胚性愈伤组织；Kaeppler用碳化硅纤维法将GUS,ba：和NPTⅡ基因转入玉米悬浮细胞。1992年Vasil等转化小麦和1994年Wan等转化大麦相继取得成功。

1994年，Hiei等通过使用农杆菌侵染诱导剂乙酰丁香酮(AS)以及构建VirG和VirB高效表达的超双元载体，高效成功地转化了水稻。在该转基因系统的基础上，Ishida等(1996), Tingay等(1997)和Cheng等(1997)相继获得了玉米、大麦和小麦的转基因植株。

自第一例转基因烟草问世以来，植物转基因研究和应用发展迅速。迄今，全世界转基因植物涉及30多个科的200多个种，涵盖了绝大多数主要经济作物、观赏植物、药用植物、蔬菜、果树、树木和牧草等；至少30个国家进行了总计3万次以上的转基因作物的田间试验，改良的经济性状有十多个；已有大豆、玉米、棉花、油菜、西红柿、马铃薯、烟草、西葫芦和番木瓜等9种作物的转基因品种投入了商业化生产。1996～2010年全球转基因作物品种商业化种植面积累计达10亿hm2, 2010年当年种植面积为1.48亿hm²，商业化种植的国家达到29个，估计市场销售收入达到112亿美元(James, 2010)。

在植物转基因方法及利用转基因方法改良作物品种发展的同时，人们利用转基因系统介导转座子和“T-DNA”进入受体植物，创造转座子和T-DNA的插入突变，开展了“转座子标签法”(transposon tagging)和T-DNA标签法(T-DNA tagging)克隆植物基因的工作，至今利用这种方法克隆了大量的植物基因(吴昌银，2003)。

目前，植物转基因已成为植物分子生物学研究的强有力的实验手段；更是基因克隆、功能基因组研究必不可少的实验工具。近年来，遗传转化方法不断创新，按转化系统的原理大致可分为三类(傅荣昭等，1994):①农杆菌介导的基因转移；②以原生质体、细胞或组织为受体的直接转移，如电激、微注射、PEG介导转化原生质体等，基因枪和超声波法可把外源DNA直接导入带壁的植物细胞，从而避免原生质体再生植株的漫长过程，使转基因更为快速简易；③种质系统的基因转移(germ line transformation)，如利用子房注射、种胚、体细胞胚及花粉等途径导入外源基因。