Генетски изменети култури (ГМО-култури) — растенија кои се користат во земјоделството, чија ДНК е изменета со помош на методи на генетски инженеринг. Растителните геноми можат да се конструираат со физички методи или со употреба на Agrobacterium за испорака на секвенци кои биле сместени во Т-ДНК бинарни вектори. Во повеќето случаи, целта била да се воведе нова карактеристика на растението што природно не се јавувала кај видот. Примерите во прехранбените култури вклучуваат отпорност на одредени штетници, болести, услови на животната средина, намалување на расипувањето, отпорност на хемиски третмани (на пр. отпорност на хербицид) или подобрување на профилот на хранливи материи на културата. Примерите за непрехранбените култури вклучуваат производство на фармацевтски агенси, биогорива и други индустриски корисни добра, како и за биоремедијација.
Земјоделците нашироко ја прифатиле ГМ технологијата. Површината на која се одгледувале вакви култури се зголемиле од 1,7 милиони хектари во 1996 година на 185,1 милиони хектари во 2016 година, што било околу 12% од светското земјоделско земјиште. Од 2016 година, главните карактеристики на културите (соја, пченка, канола и памук) се состоеле од толеранција на хербициди (95,9 милиони хектари) отпорност на инсекти (25,2 милиони хектари) или двете (58,5 милиони хектари). Во 2015 година, 53,6 милиони хектари генетски изменета пченка биле со насади од оваа култура (речиси 1/3 од културата на пченка). ГМ пченката ги надминала своите претходници: нејзиниот принос бил за 5,6 до 24,5% повисок со помалку микотоксини (-28,8%), фумонизин (-30,6%) и трикотекен (-36,5%). Нецелните организми биле незасегнати, освен за пониските популации, некои паразитоидни оси поради намалената популација на нивниот штетник-домаќин европски пченкарник; Европската пченка била мета на пеперуги. Биогеохемиските параметри како што била содржината на лигнин не варирале, додека распаѓањето на биомасата било поголемо.
Мета-анализата од 2014 година заклучила дека усвојувањето на ГМ технологијата ја намалило употребата на хемиски пестициди за 37%, а ги зголемило приносите на земјоделските култури за 22% и исто така ги зголемило профитите на земјоделците за 68%. Ова намалување на употребата на пестициди е еколошки доста корисно, но придобивките можат да бидат намалени со прекумерна употреба. Добивките на приносот и намалувањето на пестицидите се поголеми за култури отпорни на инсекти отколку за култури толерантни на хербициди. Приносите и добивките биле повисоки во земјите во развој отколку во развиените земји. Труењата со пестициди биле намалени за 2,4 до 9 милиони случаи годишно само во Индија. Прегледот од 2011 година на врската помеѓу изнајмување на земја и самоубиствата на земјоделците во Индија покажал дека „Достапните податоци не покажуваат докази зa зголемување на самоубиства на фармери“ и дека „технологијата на памук е многу ефикасна во целост во Индија“. За време на периодот на воведувањето на памукот Bt во Индија, самоубиствата на земјоделците наместо тоа се намалиле за 25%.
Постои научен консензус дека моментално достапната храна која била добиена од ГМ култури не претставува поголем ризик за здравјето на луѓето од конвенционалната храна, но дека секоја ГМ храна треба да се тестира од случај до случај пред воведувањето. Сепак, членовите на јавноста имаат многу помала веројатност од научниците да ја сфатат ГМ храната како безбедна. Правниот и регулаторниот статус на ГМ храната варира во зависност од земјата, при што некои нации ги забрануваат или ограничуваат, а други ги дозволуваат со многу различни степени на регулација.
Историја Луѓето директно влијаеле на генетскиот состав на растенијата за да можеле да ја зголемат нивната вредност како култура преку припитомување. Првиот доказ за припитомување на растенијата потекнувал од пченицата од емер и еинкорн што бил пронајдена во селата од пред-грнчарскиот неолитски А во Југозападна Азија, што датирале околу 10.500 до 10.100 п.н.е. Плодната Полумесечина на Западна Азија, Египет и Индија биле места на најрано планирано сеење и берба на растенија кои претходно биле собрани во дивината. Независен развој на земјоделството се случил во северна и јужна Кина, африкански Сахел, Нова Гвинеја и неколку региони на Америка. Осумте неолитски основоположни култури (емерна пченица, пченица еинкорн, јачмен, грашок, леќа, горчлив венец, наут и лен) тие се појавиле околу 7.000 п.н.е. Традиционалните одгледувачи на култури долго време вовеле странска герминација во културите со создавање на нови крстови. Хибридно зрно од житни култури било создадено во 1875 година, со вкрстување на пченица и ’рж. Оттогаш на тој начин биле воведени карактеристики, вклучувајќи џуџести гени и отпорност на 'рѓа. Културата на растително ткиво и намерните мутации им овозможиле на луѓето да го променат составот на геномите на растенијата.
Современиот напредок во генетиката им овозможил на луѓето подиректно да ја менуваат генетиката на растенијата. Во 1970 година, лабораторијата на Хамилтон Смит открила рестриктивни ензими кои овозможувале сечење на ДНК на одредени места, овозможувајќи им на научниците да изолираат гени од геномот на организмот. ДНК-лигазите кои ја спојувале скршената ДНК биле откриени порано во 1967 година, и со комбинирање на двете технологии, биле можно да се „отсечат и залепат“ ДНК секвенци и да се создаде рекомбинантна ДНК. Плазмидите, што биле откриени во 1952 година, станале важни алатки за пренос на информации помеѓу клетките и реплицирање на ДНК секвенци. Во 1907 година била откриена бактерија која предизвикувала растителни тумори, Agrobacterium tumefaciens, а во раните 1970-ти било откриено дека агентот што предизвикувал тумор бил ДНК плазмид наречен Ti плазмид. Со отстранувањето на гените во плазмидот што го предизвикале туморот и додавањето нови гени, истражувачите можеле да ги инфицираат растенијата со A. tumefaciens и да ги остават бактериите да ја вметнат својата избрана ДНК секвенца во геномите на растенијата. Бидејќи сите растителни клетки не биле подложни на инфекција со A. tumefaciens, биле развиени други методи, вклучувајќи електропорација, микро-инјектирање и бомбардирање со честички со генски пиштол (измислен во 1987 година). Во 1980-тите биле развиени техники за воведување на изолирани хлоропласти назад во растителна клетка на која бил отстранет клеточниот ѕид. Со воведувањето на генскиот пиштол во 1987 година станало возможно да се интегрираат туѓи гени во хлоропластот. Генетската трансформација станала многу ефикасна кај некои моделски организми. Во 2008 година во Arabidopsis thaliana биле произведени генетски изменети семиња со потопување на цветовите во раствор на Agrobacterium. Во 2013 година CRISPR за прв пат бил искористен за целна модификација на геномите на растенијата.
Првото растение со генетски инженеринг бил тутунот, било објавено во 1983 година Развиен бил создавајќи химеричен ген кој спојувал ген отпорен на антибиотици на плазмидот Т1 од Агробактериум. Тутунот бил инфициран со Agrobacterium трансформиран со овој плазмид, што резултирало со вметнување на химеричен ген во растението. Преку техники на ткивна култура била избрана една тутунска клетка која го содржела генот и ново растение растено од него. Првите теренски испитувања на генетски конструирани растенија се случиле во Франција и САД во 1986 година, растенијата за тутун биле дизајнирани да бидат отпорни на хербициди. Во 1987 година, Plant Genetic Systems, основана од Марк Ван Монтагу и Џеф Шел, била првата компанија која генетски инженерирала растенија кои биле отпорни на инсекти со инкорпорирање на гени кои произведувале инсектицидни протеини од Bacillus thuringiensis (Bt) во тутунот. Народна Република Кина била првата земја што ги комерцијализирала трансгенските растенија, воведувајќи тутун кој бил отпорен на вируси во 1992 година Во 1994 година,Calgene добил одобрение за комерцијално ослободување на доматот Flavr Savr, домат дизајниран да има подолг рок на траење. Исто така, во 1994 година, Европската унија одобрила тутун произведен да биде отпорен на хербицидот бромоксинил, што го правела првата генетски инженерска култура комерцијализирана во Европа. Во 1995 година, Bt Potato бил одобрен безбеден од Агенцијата за заштита на животната средина, откако бил одобрен од FDA, со што бил првата култура за производство на пестициди што била одобрена во САД. Во 1996 година биле доделени вкупно 35 одобренија за комерцијално одгледување на 8 трансгенски култури и една цветна култура (каранфил), со 8 различни особини во 6 земји плус ЕУ. До 2010 година, 29 земји засадиле комерцијализирани генетски изменети култури, а уште 31 земја дадале регулаторно одобрение за увоз на трансгенски култури.
Првото генетски изменето животно кое било комерцијализирано било GloFish, риба зебра со додаден флуоресцентен ген кој и овозможувал да свети во темница под ултравиолетова светлина. Првото генетски изменето животно кое било одобрено за употреба во храна бил лососот AquAdvantage во 2015 година Лососот бил трансформиран со ген за регулирање на хормонот за раст од лосос од Пацифик Чинук и промотор од океански лосос што му овозможувал да расте во текот на целата година наместо само во текот на пролетта и летото.
ГМ банана сортата QCAV-4 била одобрена од Австралија и Нов Зеланд во 2024 година. Бананата се спротивставувала на габата која е фатална за бананата Кевендиш, доминантната сорта.
Методи мини|Растенијата (Solanum chacoense) се трансформираат со помош на агробактерија На генетски инженерските култури им биле додадени или отстранети гени со помош на техники на генетски инженеринг, првично вклучувајќи генски пиштоли, електропорација, микроинјекција и агробактерија. Во поново време, CRISPR и TALEN понудиле многу попрецизни и поудобни техники за уредување.
Генските пиштоли (исто така биле познати како биолистика) „пукаат“ (насочуваат честички со висока енергија или зрачење против) насочувале гени во растителните клетки. Тоа бил најчестиот метод. ДНК била врзана за ситни честички од злато или волфрам кои последователно се застрелани во растително ткиво или единечни растителни клетки под висок притисок. Забрзаните честички продирале и во клеточниот ѕид и во мембраните. ДНК се одвојувала од металот и се интегрирала во растителна ДНК внатре во јадрото. Овој метод бил успешно применет за многу култивирани култури, особено монокотиледоните како пченица или пченка, за кои трансформацијата со помош на Agrobacterium tumefaciens била помалку успешна. Главниот недостаток на оваа процедура бил тоа што може да се направи сериозно оштетување на клеточното ткиво.
Agrobacterium tumefaciens-посредувана трансформација е уште една вообичаена техника. Агробактериите се природни растителни паразити. Нивната природна способност да пренесуваат гени обезбедувала уште еден инженерски метод. За да создадат соодветна средина за себе, овие агробактерии ги вметнувале своите гени во растителните домаќини, што резултирало со пролиферација на изменети растителни клетки во близина на нивото на почвата (крунска жолчка). Генетските информации за растот на туморот биле кодирани на мобилен, кружен ДНК фрагмент (плазмид). Кога Agrobacterium инфицира растение, таа ја пренесува оваа Т-ДНК на случајна локација во геномот на растението. Кога се користи во генетскиот инженеринг, бактериската Т-ДНК се отстранува од бактерискиот плазмид и се заменува со саканиот странски ген. Бактеријата е вектор, кој овозможува транспорт на туѓи гени во растенијата. Овој метод особено добро функционирал за дикотиледони растенија како компири, домати и тутун. Инфекцијата со агробактерии била помалку успешна кај културите како пченица и пченка.
Електропорацијата се користи кога растителното ткиво не содржи клеточни ѕидови. Во оваа техника, „ДНК влегувале во растителните клетки преку минијатурни пори кои биле привремено предизвикани од електрични импулси“.
Микроинјекцијата се користи за директно инјектирање на туѓа ДНК во клетките.