病虫害对农民来说，一直是一件很头痛的事，基因工程解决了这一难题。植物基因工程尽管仅仅问世十几年，但已经在许多领域中取得了显著成绩。尤其是得到了一大批农作物的转基因植株，促进了农作物育种工作的顺利开展，具有重要的现实意义。用基因工程方法相继开发出了一块块在有潜力可挖的农作物分子育种新领地。到目前为止，主要培育出了具有以下优良特性的新的转基因农作物：(1）抗病性；(2）抗虫害；(3）抗除草剂；(4）提高蛋白质含量；(5）抗逆境；(6）延缓衰老。这些转基因作物的开发和利用，必将大大提高农作物产量，使世界上更多的人不虞饥饿。
植物基因工程取得的最鼓舞人心的业绩之一就是抗病性转基因作物的培育获得成功。我们都知道，种类繁多的病毒是农作物的天敌，它们的入侵使许多农作物的产量大大降低，给农业造成巨大的经济损失。据统计，仅此一项每年就使全世界农作物平均减产12%。靠大量喷洒农药以抵制病害不但对人造成危害，而且对许多病毒、细菌无济于事。所以科学家们下大功夫培育能抗病毒的转基因农作物，并已取得成效。抗病性方面的转基因操作有赖于早先在植物生理学方面的一些基础工作。科学家早就注意到某些受到中、低度病毒侵害的植物，其后反而增强了对烈性病毒的抵抗力。显然，低度病毒菌株的复制扰乱了烈性病毒的感染能力。科学家已将这种“交叉保护”原理用于蕃茄和烟草中。
1987年，美国华盛顿大学的比奇及其同事推论，病毒的某种单一成分可能起到了这种防护作用。他们构建了一个中间宿主——烟草花叶病毒的外壳蛋白(TMV）基因，将其转移到烟草和蕃茄植物细胞中，由此制造出转基因植物这些受到TMV感染的植物获得了对高浓度病毒的抵抗能力，从而有力地证明了“交叉保护”原理的正确性。
从此以后，科学家们利用“交叉保护”原理和基因工程技术，相继制造出了许多抗病毒农作物品种，包括苜蓿、马铃薯、水稻和甜瓜等。科学家们在对付其他病原体的战斗中也取得了胜利。日本的研究者把一种基因导入烟草，使之能够抵抗一种被称作“野火”的疾病，这种疾病是由一种很普通的土壤细菌引起的。植入的基因明显使植物能够生成一种能够破坏土壤细菌产生的有毒物质的酶。
1990年7月，美国新泽西的一家DNA植物技术公司由于发明了一种能够有效地把一种壳多糖酶病菌基因导入植物的方法而获专利。这种壳多糖酶能能够粉碎几丁质，一种真菌细胞壁的主要组成物质。用这种方法生产的转基因作物能够有效地抵抗真菌的入侵。
植物基因工程的另一重要目标是培育能抗虫害的转基因作物，特别是棉花、马铃薯、小麦等易受害虫侵害的重要农作物。众所周知，害虫给农业造成了极大危害，每年仅因虫害就使全世界损失数以千计斤的粮食。在过去30年间，主要是靠杀虫剂来抵御虫害。为了减少对杀虫剂的使用量，科学家发明了许多方法，其中一种最有效的方法是借助于苏芸金杆菌(Bt）来防虫害。这种细菌能够产生一种杀虫剂蛋白。常用的绝大多数的Bt制剂都能高度专一性地针对鳞翅目昆虫的幼虫——蛾和蝶，正是这些幼虫构成了主要的虫害。Bt蛋白连接到特定的受体中，这些受体处于被攻击的昆虫的肠膜部位。这一连接体与肠上皮细胞中的离子通道发生作用。这样就阻断了昆虫的进食能力。这些天然的杀虫剂优越于化学杀虫剂的地方在于它对人或其他动物没有毒性。但是也有令人不满意的方面：制取这种Bt蛋白杀虫剂比较麻烦，价格比较贵。20世纪80年代中期，基因工程专家成功地从Bt细胞菌中分离出了杀虫剂蛋白质基因，并采用子粒子枪和土壤农杆菌将这种基因转入蕃茄、马铃薯和棉花植株内，由此培育出的转基因植株表现出了对鳞翅害虫的特异性抗性。后来，将这种方法又加以改进，并将培育出的转基因作物放入大田进行试验。几年来的农田试验表明，转基因棉花使棉花杀虫剂的使用量减少了40%～60%。
科学家在研究中还相继发现了好多能够杀死除鳞翅目昆虫以外的其他类型的Bt基因，并把它们转入植物体内，生成相应的转基因作物。1991年夏天，从对美国的七个试验点所做的试验可以看出，具有抗甲虫基因的转基因马铃薯基本上对甲虫都有免疫功能。另外，美国的科学家最近发现Bt基因能有效地抗御植物寄生线虫，同时还发现Bt基因能抵抗蚊虫。一些专家正试图在海藻上研制一种杀虫剂蛋白以控制疟疾。Bt蛋白的专一性及其在植物组织中的定位能使其定向地攻击害虫，Bt基因在抗虫害转基因作物的培育过程中起着越来越来重要的作用。