基因工程应用的另一个主要方向是利用基因移植技术定向改造农作物的遗传特性，使其按照人们预期的设想发育。自然界中有些细菌具有抗除草剂、耐高温、耐盐碱、耐干旱等性能，这些性状正是农作物所缺乏的。把细菌的这些性能，通过基因移植技术移植到农作物上，将从根本上提高农作物抵抗病虫害的能力。1982年，美国孟山都公司和比利时根特大学的科学家，分别成功地把细菌抗卡那霉素基因移植到向日葵、烟草和胡萝卜等农作物的细胞中，使这些作物获得了很强的抗卡那霉素的能力。科学家们认为，这是利用基因工程技术改变农作物性状的一个重大突破。1986年，比利时一个遗传科学家小组把能产生杀死昆虫幼虫毒素的苏云金杆菌基因成功地移植到烟草细胞中。害虫幼虫吃了这些带有苏云金杆菌基因的烟草，两天以后就会身体麻痹而死。这种烟草还能把这种抵抗力一代一代地遗传下去。 人类的基本食物是以农作物为主的粮食。然而，低蛋白的粮食难以满足人类对蛋白质的需求。当前全世界每年缺少蛋白质4000万吨。在粮食中谷类作物的蛋白质含量大约只有10％。而豆类作物的蛋白质含量就很高，大豆的蛋白质含量高达40％。如果能把豆类中与蛋白质合成有密切关系的基因移植到别的农作物细胞里，就可提高这些农作物的蛋白质含量。1981年6月，美国威斯康星大学的肯普与霍尔领导的研究人员，利用基因移植技术，从菜豆里取出了一个产生蛋白质的基因，把它拼接到根瘤杆菌Ｔｉ质粒运载体中，通过正常的转入机理，把菜豆蛋白质基因转移到向日葵细胞里。科学家们正利用组织培养方法，使这个新类型“向日葵豆”细胞能再生出“向日葵豆”植株来，并期待它能生产出大量的豆类蛋白质。 1985年，中国的一位留学生在美国期间，把大豆的一种主要贮藏蛋白质的基因移植到一种叫做矮牵牛的植物体中。后来，他在这种矮牵牛的种子里检验出了大豆的蛋白质。这说明大豆的蛋白质基因控制矮牵牛生产出大豆蛋白。这些成果表明，利用基因移植技术来提高农作物的蛋白质含量具有极大的发展前景。