在２０世紀９０年代，我國分子生物學家和育種學家合作，獲得了具有自主知識產權的轉基因抗蟲棉花植株和相關專利，育成的眾多品種已在全國各個棉區普遍種植。農業部在上世紀９０年代，分別對轉基因抗蟲棉、轉基因抗病番茄、甜椒等授予了安全證書，但后兩者由于無明顯商業價值，并未應用于生產。按照我國農業轉基因生物安全管理條例，經過５個階段嚴格的安全評價后，農業部于２００９年１１月向轉ｃｒｙ１Ａｂ／ｃｒｙ１Ａｃ基因抗蟲水稻華恢１號、轉ｃｒｙ１Ａｂ／ｃｒｙ１Ａｃ基因抗蟲水稻Ｂｔ汕優６３在湖北省的生產應用，以及轉植酸酶基因玉米ＢＶＬＡ４３０１０１在山東省生產應用發放了安全證書，但這些品種仍須通過品種審定方可進入種子銷售市場。　

作為植物生物技術發展較早的國家，美國自上世紀９０年代以來，不斷有新產品（品種）的研發，并經由美國農業部動植物檢疫部門、環保局、食品藥品管理局等生物技術產品監管機構根據產品對人類或動物食用、對環境安全影響的全面評價而確定能否進入市場。表２列出了１９９０—２０１２年美國已批準種植的轉基因作物及所改造的性狀。表中列出的１０種植物中，馬鈴薯和番茄生物技術產品的研發主要在２０世紀９０年代，但由于應用價值不高，并未得到廣泛應用；苜蓿、水稻等為較近期開發的產品。改造的性狀已從早期單純集中于耐除草劑（大豆、油菜）、抗蟲（玉米、棉花）發展到通過基因改造與常規雜交等手段結合，同時改造多個性狀，包括改良營養性狀（如提高大豆、油菜種子油成分中不飽和脂肪酸含量，以改進油營養成分），提高對非生物脅迫抗性（如抗旱玉米的培育）等。而復合２種或３種性狀的生物技術作物的種植面積有明顯的增長，已有不少商用品種是既耐除草劑又抗蟲的，近年來復合性狀的范圍更有所擴大，如，應用大豆遺傳圖譜定位和轉基因技術結合，美國孟山都生物技術公司（簡稱孟山都）２００９年推出了既耐除草劑又可增產７％～１１％的大豆新品種ＲＲｅａｄｙ２Ｙｉｅｌｄ。

植物生物技術的新進展及前景

據聯合國糧農組織估計，為保證全球人口增長的需求，在２００５—２０５０年期間，全球食品生產的增加要達到７０％。在增加農業產品的同時，還須面對減少資源耗用、滿足消費者對健康食品需求等問題，這些都對植物育種提出了新的要求。作為當代育種重要手段之一的生物技術育種，近年來也把育種目標更多地轉向高產、抗逆（非生物脅迫）、高品質等，即所謂第２代轉基因育種。能合成類胡蘿卜素的金稻米和抗旱玉米ＭＯＮ８７４６０是其中２個成功的例子。

維生素Ａ缺乏可引起夜盲、干眼病、角膜軟化，甚至與兒童腹瀉等有關，估計全球有過億兒童處于維生素Ａ缺乏狀態。２０００年，瑞士和德國的科學家領導的團隊在《Ｓｃｉｅｎｃｅ》上發表了他們通過農桿菌介導轉化法，把來自植物黃水仙和細菌的β－胡蘿卜素合成途徑相關酶基因———八氫番茄紅素合成酶基因（ＰＳＹ）、番茄紅素脫氫酶基因（ＣＲＴ１）、番茄紅素環化酶基因（帶轉運肽），用３個質粒共轉化水稻未成熟胚，潮霉素篩選，獲得了種子胚乳為黃色、干種子中胡蘿卜素質量分數為１?６μｇ／ｇ的轉基因水稻株系，開創了這一通過轉基因賦予稻米新營養成分的新領域，因其黃色的胚乳而被命名為金稻米。然而，由于產生的胡蘿卜素含量太低，缺乏實用上的意義。隨后的數年，這２位科學家與先正達公司合作，從導入的基因、啟動子來源、篩選標記以及載體的選擇等方面，作了一系列的改變［２］，如用以糖為篩選基礎的標記代替了抗生素抗性的篩選系統，選用胚乳特異表達啟動子、不同水稻品種用于轉化等；而關鍵的突破來自ＰＳＹ來源的改變，先正達公司的科學家經大量的比較、分析，發現導入來自玉米的ＰＳＹ，可明顯把轉基因水稻干種子胚乳中胡蘿卜素質量分數提高到最高可達３６?７μｇ／ｇ的水平，其中維生素Ａ的前體β－胡蘿卜素占８０％以上，獲得了ＧＲ１／ＧＲ２等株系。β－胡蘿卜素被人吸收后，可經歷酶解過程而轉化為維生素Ａ，按照美國國家科學院醫學研究所推薦的兒童每天所需維生素Ａ的攝入量，如以金稻米中胡蘿卜素質量分數的保守估計為２４μｇ／ｇ計算，只需食用７２ｇ大米即可提供兒童每天維生素Ａ需求的５０％。成人的自愿食用試驗結果表明，食用量為６５～９８ｇ即可明顯提高血液中維生素Ａ的含量，可見大米中的β－胡蘿卜素能有效地轉化為維生素Ａ。

金稻米的開發是學術機構（公共部門）和生物技術企業（私人部門）合作完成的，為保證其使用達到減少世界上貧困人口、特別是兒童中的維生素Ａ缺乏癥的研發目標，享有發明權和專利權的科學家和公司已達成協議，無償授予發展中國家對相關品種的使用權。２００５—２０１０年，通過一系列育種項目，這一性狀已轉育到世界各地多個地方品種中，近期已在國際水稻研究所和菲律賓水稻研究所完成田間試驗，后者擬在２０１３年向菲律賓政府監管當局申報，爭取２０１４年開始交給農民種植。

全球氣候的異常變化、水資源的短缺使耐旱成為了一個重要的育種目標。孟山都的科學家發現把來自細菌的冷擊蛋白ＣＳＰ轉入植物，能賦予受體對非生物脅迫的抵抗能力，如寒冷（擬南芥），冷、熱和缺水（水稻），干旱（玉米）等。初步研究顯示，ＣＳＰ為一類ＲＮＡ伴侶蛋白，存在于細菌和植物中，可能通過在轉錄和翻譯中起作用而調節生物對脅迫的反應。鑒于美國中西部玉米種植區常有旱情，他們的進一步研究集中于玉米的抗旱性，在對多個基因和轉化事件的表型和表達分析比較后，選定了產量、葉片生長、光合效率均表現良好的ＣｓｐＢ?Ｚｍ事件１株系，并與生產品種配成３個雜交組合，進行控制給水條件下的田間試驗，與非轉基因對照比較，主要表現在籽粒數和帶籽粒的穗數增加，平均可增產０?５ｔ／ｈｍ２（１０?５％）；隨后在美國中西部干旱地區田間種植，增產達０?７５ｔ／ｈｍ２（１５％）。該品系內轉入的目標基因ＣｓｐＢ來自枯草芽孢桿菌，命名為ＭＯＮ８７４６０，２０１０年１２月美國食品藥品監管局已承認該產品的食用安全評價，２０１１年１２月美國農業部解除對其監管，成為全球第１個可供生產應用的抗旱轉基因作物品種。其與常規品種雜交獲得的雜交種Ｄｒｏｕｇｈｔ?ＧａｒｄＨｙｂｒｉｄ已作為孟山都公司的重要新產品在美國推出，以圖提高干旱地區的玉米產量穩定性，有利于農民及環境。