基因工程中的DNA重组主要是指创造自然界中没有的DNA分子的新组合。根据遗传转化过程是否需要载体介导将其分为两大类，第一类是需要载体介导的转化，主要是农杆菌介导转化法（agrobacterium tumefaciens）；第二类是直接将DNA转入植物细胞，目前较为成熟的主要有花粉管通道法（pollen tube pathway）、基因枪法（particle gun，particle bombardment）、电穿孔法（electroporation）、聚乙二醇法（polyethylene glycol，PEG）和脂质体转化法。传统育种方式和转基因方式均是使用优良基因对作物各种性状进行改良。不同的是，传统育种一般只可以完成生物种内的不同个体间的基因转移，但转基因育种则不会受到此类亲缘关系的限制。传统杂交选择技术的作用对象为整个基因组，每次转移很多基因，不能够精确地针对某一个基因进行操作，而转基因技术的作用对象可以是明确定义的一个基因，其功能清晰，可以准确预测后代的表现。目前使用较多的3种遗传转化方法分别是农杆菌介导转化法、基因枪法及花粉管通道法。
1）农杆菌介导转化法
农杆菌为土壤中一种广泛存在的革兰氏阴性细菌，包括根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）与发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes），它们在自然环境下可趋化性地侵染大部分双子叶植物的受伤部位，分别诱导产生冠瘿瘤或发状根。它们的细胞中分别包含有Ti质粒和Ri质粒，这两种质粒都含有一段可以整合到植物基因组中的T-DNA区。因此，农杆菌被视为天然植物遗传转化载体。研究者可以将外源目的DNA导入到改造过的农杆菌质粒的T-DNA区，然后通过农杆菌的感染能力将外源目的基因整合到植物的基因组中，经过组织培养技术再生出含有目的基因的转基因植株。
农杆菌介导的植物遗传转化系统作为一种天然的植物基因转化系统已经成为当今植物遗传转化的主流方法，对它的广泛应用也推动了植物分子生物学及转基因生物技术的发展。目前许多转基因植物都已经或者正在进入田间试验阶段，转基因抗虫棉等已经在商业化生产。
农杆菌转化方法主要有3种：①整株浸染法，用农杆菌浸染创伤部位，然后无菌培养肿瘤组织。②叶盘法，此法由Horsch于1995年创立，用打孔器取得创伤的叶圆片，将叶圆片放入农杆菌液让其浸入叶片伤口，然后转移到选择培养基上，使转化细胞再生植株，此方法最常用。③共培养法，将原生质体与农杆菌一起培养40 h左右，离心去菌后，在选择培养基上得到转化的细胞系。
农杆菌介导法最先在双子叶植物中得到广泛应用，目前在单子叶植物中也得到应用，并且将水稻作为模式植物在研究。1993年，Chan等首次使用农杆菌介导法转化粳稻品种并成功获得转基因水稻植株，但当时转化效率低，这个方法并不被大家认可。直到Hiei等（1994）找到了适宜的转化条件，从而实现了农杆菌介导法对水稻的高效转化，此方法才渐渐被大家采用。Hoque等（2005）找到适用于孟加拉籼稻进行遗传转化的介导系统，发现水稻幼胚的转化效率比成熟胚高。
农杆菌介导法转化方法简单且转化效率高，不需要特殊的设备，具有较好的遗传稳定性，可以根据需要连接不同的启动子，从而实现外源目的基因在不同组织的特异性表达，且农杆菌载体可连接大片段的目的DNA，目的基因主要以单拷贝为主（Zambryski，1988），易于在受体中表达，因同源抑制而产生基因沉默的概率低，后代容易选择。但农杆菌转化法周期长，转化过程中需进行脱菌培养，此过程极易污染，往往会因为污染或者脱菌不完全而影响到愈伤组织的再分化能力。
尽管农杆菌介导转化植株的范围在不断扩大，但传统的农杆菌介导的遗传转化在很大程度上依赖组织培养和共培养技术，且对大多数植株来说转化效率依旧很低。农杆菌介导的植物遗传转化是农杆菌菌株与植物细胞之间相互作用的结果，包括农杆菌附着、Vir诱导、T-DNA加工、T-DNA和相关Vir蛋白进入受体细胞的细胞质、T-复合体在细胞质中的转运和进入细胞核、T-复合体卸载包装、T- DNA整合、T-DNA基因表达和植物再生等众多复杂的步骤（Liu等，2010）。凡是影响农杆菌侵染能力、植物细胞应答农杆菌侵染能力，以及转化能力再生的各种因素都将直接影响转化效果，主要包括基因型、外植体及其生理状态、农杆菌菌株、培养基成分、共培养条件（温度、p H、诱导物和抑制物等）等。对一些难转化的植物来说，辅助因素（包括植物材料微创处理和干燥处理、培养基中抗氧化剂和表面活性剂使用、载体上核基质附着序列引入等）对转化的成败及其转化效率起着至关重要的作用，这些辅助因素不但可以促进农杆菌对受体细胞的侵染，而且能减轻农杆菌侵染后导致的植物细胞褐化死亡现象，促进T-DNA的转化和向受体基因组的整合，从而达到提高植株再生率和转化效率的目的（叶兴国等，2012）。
随着科学家们对农杆菌转化、宿主识别、组织培养再生相关基因和细胞通路研究的不断加深，农杆菌转化在转基因领域还有着广阔的发展空间。
2）基因枪法
基因枪法是20世纪80年代末逐渐发展起来的，该方法是将外源目的DNA包裹在微米级或者亚微米级惰性粒子（金粉或者钨粉）的表面，通过火药爆炸或高压气体等加速设备可以非特异性地将该粒子高速射入植株细胞或组织中，外源DNA释放后，整合到植物细胞染色体上进行表达，利用细胞与组织培养技术，可再生出植株。基因枪最早是由Sanford等于1987年首先发明的火药引爆式基因枪，现已成为继农杆菌介导法之后第二大植物遗传转化方法。与农杆菌法相比，该方法本质上是一种物理过程，载体质粒的构建相对较简单，且转化不受受体植物和外植体的限制，可以是未成熟胚、愈伤组织、分生组织或胚性悬浮细胞等，从而大大缩短了获得转基因植株的周期，由此获得的转基因植株变异率低并通常具有正常的育性。目前此法已在水稻、玉米、小麦及十几种双子叶植物中成功应用。如Christou等（1991）首次采用基因枪法将抗除草剂基因导入到不同水稻品种的胚性愈伤中并成功地得到了可育的转基因植株；Vasil等（1992）用基因枪把Bar基因转入了小麦胚性愈伤组织，并获得转基因植株；旷仁平等（2006）同样采用基因枪法将β-葡萄糖苷酶基因（Gus）及cycl At基因转化到水稻的成熟胚中，也成功得到了转基因植株。
基因枪法直接将基因导入到完整的植物细胞中，避免了原生质体分离及再生的困难，转化材料广泛，不受受体植物的限制，可操作性强，还可同时将多个基因导入到植物体中，转化周期短。但基因枪法成本高，转化效率略低，不适合较大片段的导入，外源DNA以嵌合体和多拷贝为主（Finnegan，MeElroy，1994），拷贝数多，在后代中较易缺失，还易发生基因沉默。基因枪法被广泛应用于组织定位、基因瞬时表达等基础研究中。
3）花粉管通道法
花粉管通道技术是将整体植物作为受体，既可以转移含目的基因的重组分子，又可以转移未分离目的基因的总DNA。植物在授粉后，花粉在柱头形成花粉管通道可以穿过花柱进入子房，然后沿子房内壁生长到胚珠，最后从胚珠孔通过珠心进入到胚囊。鉴于植株的这种特性，在植株授粉后，把含有目的基因的DNA溶液注射到植物子房中，该溶液沿着花粉管流入到胚囊，此时生殖细胞正处于活跃的DNA复制、分离与重组阶段，外源DNA极易被整合到受体植株的基因组中，随受精卵发育形成含有目的基因的新植株（洪德峰等，2009）。1985年，段晓岚等首次采用花粉管通道法将紫色水稻的DNA转入到绿色水稻的基因组中，在绿色水稻的后代中发现有紫色性状。严其成等（1997）利用该方法将具有白叶枯抗性的水稻1188的DNA转入到不抗白叶枯的水稻品种中，使其抗性、株高和蛋白质含量等性状均得到了提高。Wang等（1988）和何迎春等（2002）采用该方法分别将含有报告基因的质粒DNA和烟草几丁酶基因整合到水稻的基因组中，从而都得到了含有外源基因的转基因植株。陈火英等（2004）利用花粉管通道技术培育出番茄耐盐新品种。
花粉管通道法操作快速方便、技术简单、性状稳定快，以幼嫩子房、卵细胞、幼胚等组织器官为受体，没有原生质体分离、组织培养和再生等复杂过程，且可将其应用于任何开花植株和基因源，但其转化效率不高，操作会受到季节限制，后期筛选工作量大，因此应用没有前两种方法普遍。
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