80年代末期，国内外相继报道利用PEG
法和电击法转化水稻原生质体，获得了水稻转基因植株。由于原生质体培养操作复杂，以原生质体作为转化受体，转化再生率非常低。90年代初，人们试图把双子叶植物常用的农杆菌转化技术应用到水稻转基因研究中。李宝健等首先利用农杆菌转化水稻，通过在农杆菌菌液和感染培养基中添加AS、香草醛、没食子酸等酚类化合物的方法，在愈伤组织水平上检测到了外源基因的表达，并在电子显微镜下观察到了农杆菌对水稻细胞的粘附和侵染。Chan 等以水稻开花授粉后10～12d的幼胚为受体，经农杆菌感染后获得了转基因植株，但同样缺乏分子生物学证据。李瑶等用农杆菌转化水稻不定芽，获得了具有GUS表达的转化植株，但缺乏分子生物学证据。Hiei等以水稻成熟胚愈伤组织和未成熟幼胚为受体，获得了较多有严格分子生物学证据的转基因植株，并对农杆菌介导法转化水稻的影响因素进行了详细研究，建立了比较成熟的农杆菌转化水稻的技术体系，为农杆菌介导法转化单子叶植物开辟了先河。也为Rashid 等利用农杆菌成功转化籼稻奠定了基础。
Ye 等将β-胡萝卜素合成途径的3个基因psy、crtⅠ、aphⅣ导入了水稻，培育了富含维生素A 的新品系。Eunpyo
等(1989)、张宪银(2001)等、高越峰等分别将储藏蛋白基因Glutein、球蛋白基因、高赖氨酸基因导入了水稻，转基因水稻的品质有了不同程度改进。何迎春等利用花粉管通道法将几丁质酶基因导入水稻，均获得了变异的子代，并提供了分子杂交证据。但这一方法的转化效率还比较低，在操作上还受到开花季节的限制，而且对后代的筛选工作量很大。许明辉等先后利用基因枪法将几丁质酶-葡聚糖酶双价基因转入了水稻，与受体品种相比，转基因水稻对稻瘟病的抗性显著增强。Hossan等(1991)将3个与水稻耐淹能力有关的基因pdcⅠ、pdcⅡ、pdcⅢ转入水稻，获得了转基因植株。村田纪夫等、高倍铁子等分别将甜菜碱生物合成酶基因codA 和betA导入水稻，获得了耐盐硷性较强的转基因植株。
转化外源抗虫基因是水稻转基因研究中最活跃的研究领域，所利用的外源基因包括杀虫晶体蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、凝集素基因、神经毒素基因，如CryIA(b)、CryIA(c)、cpTI、GNA、AaIT等。目前，我国已建立了农杆菌将SCK 抗虫基因稳定转化水稻的技术体系，转化效率5％以上。Gatehouse 等报道了转雪花莲凝集素GNA 基因水稻抗褐飞虱的研究结果。
抗白叶枯病基因工程育种和抗除草剂基因工程育种是水稻转基因研究中的另一个热点。Tu 等利用农菌介导法将Xa21 基因导入了IRF-2等水稻品种，转基因水稻对白叶枯病的抗性明显增强。黄大年等利用基因枪法将抗菌肽基因导入了京引119水稻，转基因植株对白叶枯病具有一定抗性；将抗除草剂的bar 基因导入了杂交水稻恢复系，由于保持系不含bar 基因，所以杂交种苗期喷洒Basta除草剂，不但可以杀死杂草，而且可以去除假杂种，转基因抗除草剂水稻已进入田间试验。应用转基因技术培育新型雄性不育系，提高抗逆性，防止水稻早衰和改良水稻品质的研究正在进行中。
农杆菌介导的水稻遗传转化体系非常成熟，在国内外得到了广泛应用，而且不存在严格的基因型特异性，在AAM 培养基上预培养2～3 d的成熟胚愈伤组织和未成熟胚均可作为外源基因转移的受体材料，再生能力和转化能力都比较理想，获得成功的农杆菌菌系有LBA4404、A281等。基因枪介导的水稻遗传转化体系比较成熟，实际工作中的应用也比较广泛。