1. Agroinfekcja

Metoda ta opiera się na zachodzącym w naturze zjawisku agroinfekcji.

Bakterie Agrobacterium tumefaciens zasiedlają zranioną tkankę roślin i indukują wytwarzanie w komórkach roślinnych związków zwanych opinami (oktopiny, nopaliny, agropiny), które umożliwiają rozmnażanie bakterii. Powstaje tumorowata narośl (rak szyjki korzeniowej, guzowatość szyjki korzeniowej).

Bakterie te posiadają kolisty fragment DNA zwany plazmidem Ti (z ang. tumor inducing) - znajdują się tutaj geny odpowiedzialne za infekcję komórek roślinnych oraz zmianę ich metabolizmu. (auksyny – hormony roślinne)

Część tego plazmidu zwana T-DNA jest wprowadzana przez bakterię do komórki roślinnej i łączy się z genomem roślinnym tej komórki.

Fragment ten zawiera geny odpowiedzialne za syntezę opin oraz biosyntezę regulatorów wzrostu roślin. W trakcie podziałów geny te są przenoszone do kolejnych komórek potomnych. Zjawisko to wykorzystano do wprowadzania do roślin obcych genów.

T-DNA wbudowano metodami biologii molekularnej do plazmidu, który może namnażać się w różnych bakteriach i który można przenosić z jednej bakterii do innej.

Po wcześniejszej modyfikacji, która polega na usunięciu onkogenów z odcinka T-DNA, możemy teraz wbudowywać w ich miejsce interesujące nas geny, które chcemy przenieść do roślin.

Najpierw plazmid lokowany jest w bakteriach E.coli, które stanowią “przechowalnik” dla T-DNA.

Plazmid ten przekazywany jest do Agrobacterium poprzez koniugację.

Na koniec gen razem z T-DNA przenoszony jest przez Agrobacterium do komórki roślinnej.

2. metoda z PEG

Metoda chemiczna - polega na wykorzystaniu glikolu polietylenowego

(PEG od ang. polyethylene glycol), który powoduje zwiększenie

przepuszczalności błony komórkowej, poprzez prowadzenie

do jej chwilowej, odwracalnej dezorganizacji.

To pozwala na wnikniecie transgenu do komórek, wraz z DNA nośnikowym.

3. Elektroporacja

fizyczna - polega na wykorzystaniu serii impulsów elektrycznych, które naruszają strukturę błony, powodując powstanie w niej porów, przez które DNA może przeniknąć do wnętrza komórki. Podejście to może być stosowane też przy wprowadzaniu genów do innych komórek - zwierzęcych, bakteryjnych.

4. Transformacja biolistyczna (mikrowstrzeliwanie)

Mikrowstrzeliwanie jest metodą bezpośredniej (bezwektorowej) transformacji, polegającą na wprowadzeniu do komórek metalowego pyłu, którego cząstki - wielkości około 0,5 μm do kilku mikrometrów - oblepione są łańcuchami DNA, rzadziej RNA, a sporadycznie nawet całymi komórkami sinic. Metal, którego cząstki wykorzystuje się jako swego rodzaju mikropociski, dobrany jest tak, aby wykazywał możliwie najniższą aktywność fizjologiczną w komórkach i w związku z tym w możliwie najmniejszym stopniu zakłócał ich działanie. Najczęściej wykorzystuje się więc pył wolframowy lub złoty, dużo rzadziej paladowy, platynowy lub irydowy.

Metoda biolistyczna pozwala na przezwyciężenie trudności napotykanych w przypadku metod dla niej konkurencyjncych - ograniczonego (choć bardzo szerokiego) zakresu patogeniczności Agrobacterium i trudności w regenerowaniu roślin z transformowanych protoplastów (protoplasty można transformować praktycznie każdą metodą, ale najczęściej używa się omówionych niżej metod elektroporacji i transformacji chemicznej). Transformacja biolistyczna ma szczególnie duże znaczenie w odniesieniu do roślin jednoliściennych, przy których jak wspomniano, stosowanie Agrobacterium bywa zawodne.. Najczęściej transformacji biolistycznej poddaje się niedojrzałe zarodki, kalus embriogenny i zawiesinę komórkową.