抗病蟲害的農作物
提高農作物品種抗病蟲害的能力，既可減少農作物的產量損失，又可降低使用農藥的費用，降低農業生產成本，提高生產效益。
目前，人們已經發現了多種殺蟲基因，但應用最多的是殺蟲毒素蛋白基因和蛋白酶抑製基因。殺蟲毒素蛋白基因是從蘇雲金芽孢杆菌（一種細菌）上分離出來的，將這個基因轉入植物後，植物體內就能合成毒素蛋白，害蟲吃了這種基因產生的毒素蛋白以後，即會死亡。目前已成功轉入毒素蛋白基因的作物有煙草、馬鈴薯、番茄、棉花和水稻等，正在轉入這個基因的作物還有玉米、大豆、苜蓿、多種蔬菜以及楊樹等林木。
轉基因抗蟲作物，效果最大的當數抗蟲棉。說起棉花，大家都知道它又白、又輕、又軟，做成的棉被蓋在身上，暖暖的。棉花收獲季節一到，棉田裏就盛開著一朵朵的棉花，遠遠望去美極了！然而，棉花也有天敵，一旦被棉鈴蟲侵害，棉花就會變黃、發蔫，甚至無法開花、吐絮，造成棉田減產，棉農減收。
許多年來，為了防治棉鈴蟲，人們主要靠噴施化學農藥。這種方法雖然有一定的防治效果，但也存在著害蟲產生抗藥性的缺點。有些地方農民們噴灑農藥甚至把藥水往蟲子身上倒，可蟲子仍然不死，蟲子把棉花的花蕾、棉桃和葉子照樣吃個精光。另外，噴施農藥對人體有害，容易中毒，況且對環境也有嚴重的汙染，因此，不提倡使用農藥。
1997年，美國種植了抗蟲基因棉100多萬公頃，平均增產7%，每公頃抗蟲棉可增加淨收益83美元，總計直接增加收益近1億美元。我國是世界上繼美國孟山都公司後第一個獲得抗蟲棉的國家。我國的抗蟲棉的抗蟲能力在90%以上，並能將抗蟲基因遺傳給後代。我國的抗蟲棉已進入產業化階段。
利用植物基因工程不僅可以治蟲，而且還可以防病。你知道嗎？作物在它的一生的生長曆程中還會受到幾十種甚至上百種病害的危害。這些病害包括病毒病、細菌病以及真菌病。作物感染病害以後將給生產帶來極大的損失。如水稻白葉枯病，它是我國華東、華中和華南稻區的一種病害，由細菌引起，發病後輕則造成10%～30%的產量損失，重則難以估計。
為了培育抗病毒的轉基因作物。我國科學家將煙草花葉病毒和黃瓜花葉病毒的外殼蛋白基因拚接在一起，構建了“雙價”抗病基因，也就是抵抗兩種病毒的基因，把它轉入煙草後，獲得了同時抵抗兩種病毒的轉基因植株。田間試驗表明，對煙草花葉病毒的防治效果為100%，對黃瓜花葉病的防治效果為70%左右。目前，我國科學家還通過利用病毒外殼蛋白基因等途徑，進行小麥抗黃矮病、水稻抗矮縮病等基因工程研究，並取得了長足進展。
抗病毒作物
利用植物基因工程來防治病毒害，目前已取得了令人矚目的成就，主要有以下方法：
（1）向植物中轉入病毒的外殼蛋白基因
人們早就知道，接種病毒弱毒株能夠保護植物免受強毒株係的感染，就像人接種牛痘可免除天花病毒感染一樣。這種在一種病毒的一個株係係統地浸染植物後，可以保護植物不受同種病毒的另一親緣株係嚴重浸染的現象，就是人們常說的交叉保護作用。近年來，人們通過基因工程方法來實現交叉保護。
1985年，美國科學家設想將病毒的外殼蛋白基因轉入植物基因組中，看其是否能產生類似交叉保護的現象。他們將煙草花葉病毒的外殼蛋白基因轉人煙草細胞，轉基因植物及其後代都高水平地表達了外殼蛋白。這些植株有明顯的抗病性，甚至還可以有效地減輕和延遲另一種相關的烈性病毒株的病症。在接種了煙草花葉病毒以後，轉基因番茄隻有約5%的植株得病，幾乎不減產，而對照植株的發病率為99%。最近兩年的田間試驗進一步證實，用這種基因工程方法培育的番茄和煙草對病毒病防效顯著。轉基因植物未見產量降低，而對照組產量損失高達60%。
美國國家科學院1992年公布穀禾類作物病毒外蛋白技術已獲得成功。他們從2個日本水稻品種中分離出未成熟植株的細胞團，這種細胞團能長成植株，並能合成抗水稻條紋葉枯病毒的外蛋白基因。為了檢驗這種外蛋白究竟能否使植株抗水稻條紋葉枯病毒的浸染，他們在31株含有外蛋白的水稻植株和17株缺少外蛋白的對照水稻植株中，接種帶病毒稻褐飛虱，結果80%的對照植株出現了病毒症狀，而通過遺傳工程培育的稻株僅有20%～40%受浸染。
到目前為止，已有煙草花葉病毒、苜蓿花葉病毒、黃瓜花葉病毒、煙草脆裂病毒、馬鈴薯X和Y病毒、大豆花葉病毒等的外殼蛋白基因在煙草、番茄、馬鈴薯和大豆中得到表達。這些轉基因植株都獲得了阻止或延遲相關病毒病發生的能力。
（2）向植物中轉人病毒的衛星RNA基因
有些種類的病毒是帶有衛星RNA的。“衛星RNA”通常用以稱呼這樣一類病毒或核酸，它們特異地依賴於某種病毒進行自身的複製，但它們本身卻不為後者的複製所必需，故人們稱之為“衛星RNA”，稱衛星RNA所依賴的病毒為“輔助病毒”。一些研究者認為，衛星RNA是一種“病毒的寄生物”。有些衛星RNA可幹擾輔助病毒複製，並抑製病毒病症的表現。
1986年英國科學家首次將黃瓜花葉病毒衛星RNA反轉錄成DNA，然後導人煙草植株中。這些煙草及其有性繁殖子代在受到黃瓜花葉病毒侵害時，顯著地抑製了病毒在植株中的複製，大大減輕了病症的發展。在該種轉化植株受到番茄不育病毒——一種與黃瓜花葉病毒密切相關的植物病毒的攻擊時，雖不能減少番茄不育病毒基因組RNA的合成，但卻可通過誘導衛星RNA的合成而使病症得到明顯的緩解。上述結果表明，利用衛星RNA產生的遺傳性保護是誘導及增強農作物對病毒病害抗性的一種有效的策略。
此後，澳大利亞的科學家也報道將煙草環斑病毒衛星RNA導入煙草，獲得了對煙草環斑病毒具有抗性的轉基因植株。對照煙草在接種上述病毒後1周，出現典型的、具有嚴重壞死中心的環斑局部病變。接種後6周，所有的新生葉片均表現出嚴重的全葉症狀，植株生長受阻。6周後，新葉變小，表現出煙草環斑病毒感染的特征性斑駁症狀。在轉化植株上，病症的出現要比對照植株晚1～2天，病斑中心仍保持著綠色，無壞死現象。在感染病毒後3周新葉仍無明顯病變，5～16周後，在某些新葉上有些輕微的全葉反應。轉化植株的葉片大小正常，長勢較對照植株更旺盛，在接種病毒後10周還開了花。
（3）利用植物自己編碼的抗病基因
有些植物品種或株係在受到病毒浸染時能表現出一定的抵抗能力。最明顯的例子就是有的番茄品種能夠抵抗番茄花葉病毒的浸染。還有許多植物（如煙草、番茄、菜豆等）在受到病原真菌、細菌、病毒或逆境誘發後體內能產生多種蛋白，一旦將來克隆到了植物本身抗病毒的抗原基因，那將是最佳的抗病毒基因工程途徑之一。
抗真菌植物
真菌病害是作物損失的主要原因之一。過去對植物真菌病害的控製，一是培育抗性品種，二是施用化學殺菌劑，三是采取預防措施，如輪作，避免受浸染土壤和帶病原植物材料的傳播等。然而，抗病育種所需時間長，難以對新的致病小種作出及時反應，化學殺菌劑成本高，且最終導致病原菌的抗藥性，其殘毒還引起環境汙染等問題。