基因工程在农业方面的应用是培养“超级植物”,或称“转基因植物”,其主要方向和取得的成果主要有:改良作物品种,提高作物产量;提高农作物的抗病能力;培养耐寒、耐旱、耐热、耐盐碱特性的农作物,以扩大作物播种面积;提高农作物的蛋白质含量;使一般作物具有类似豆类作物一样的固氮能力;使植物含有动物蛋白质;提高某些作物的光合作用能力。
基因工程在畜牧业方面的应用是培养“超级动物”,或称“转基因动物”,其主要方向有提高家畜、家禽的生长速度,减少饲料消耗;提高家畜的出肉率和瘦肉的比例;提高家畜、家禽的抗病能力;提高家畜的产奶率和家禽的产蛋率;培养新的家畜和家禽品种;培育某些家畜令其奶中含有药物成分。
在医学方面基因工程的应用是制造“超级药物”以消除遗传疾病及癌症、艾滋病一类绝症,其方向主要是采用基因重组技术,使人体恢复胰岛素生产功能,根除糖尿病;制造抗癌药物,使癌细胞转化为正常细胞或消灭癌细胞,以根治癌症;培养防治艾滋病、肝病、小儿麻痹症等病症的疫苗;修改有缺陷基因,消除遗传疾病;在水果或食用植物中转移药物基因,培育有免疫功能的水果。基因还可培养用于人体的动物器官。
基因工程应用于刑事鉴定科学,可制作基因指纹。基因指纹用于刑事鉴定的准确率远高于传统的指纹。而且只需获得亿分之一的取样量就可进行,方便易得。亲子基因的鉴定,还可使被拐骗儿童找到自己的亲生父母。
基因工程还可应用于研究动植物的物种起源——科学家利用基因比较发现,鲸与牛的亲缘关系比鱼更接近;中国、美国、加拿大三国科学家通过基因研究宣布鸟类起源于恐龙。
基因工程在其他领域的应用也很广泛。美国科学家利用基因工程在山羊奶中炼出了“生物钢”,他们将蜘蛛蛋白基因转移到山羊的乳房细胞中,使山羊乳汁中产生蜘蛛蛋白,以此制造出一种崭新的蜘蛛丝式纤维。这种纤维不仅可降解,而且其强度足以防弹。科学家们还一直试图从恐龙化石中找到恐龙基因,希望由此复活已灭绝的恐龙。