Agrobacteriumมีพลาสมิดซึ่งเป็นชิ้นส่วน DNA วงกลม เรียกว่า "พลาสมิดเหนี่ยวนำเนื้องอก" ("Ti plasmid" ย่อๆ) ^{[ 4 ]} Ti plasmid ประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้:

บริเวณ "T-DNA":บริเวณ T-DNA คือส่วนของพลาสมิดที่รวมเข้ากับจีโนมของเซลล์พืชเจ้าบ้านAgrobacterium ใช้ กลไกการถอดรหัสและการแปลของพืชเพื่อแสดงออกยีนที่อยู่ในบริเวณ T-DNA ^{[ 5 ]}ประกอบด้วยองค์ประกอบต่อไปนี้:

• ขอบซ้ายและขวา (LB และ RB):ขอบซ้ายและขวากำหนดขอบเขตของบริเวณ T-DNA ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} RB ทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการถ่ายโอนทางพันธุกรรม และ LB ทำหน้าที่เป็นจุดสิ้นสุด ขอบเหล่านี้ได้รับการจดจำและตัดโดยเอนโดนิวคลีเอสที่เข้ารหัสโดยยีนvirD ^{[ 5 ]}
• ยีนออกซินและไซโตไคนิน:ยีนเหล่านี้เข้ารหัสและบังคับให้เซลล์พืชผลิตออกซินและไซโตไคนิน [ ^{5 ] [ 6 ]}ซึ่งเป็นฮอร์โมนพืชที่ส่งเสริมการแบ่งเซลล์และการเจริญเติบโต^{[ 5 ]}โดยการชักนำให้เกิดการแบ่งเซลล์ เซลล์ที่ติดเชื้อจะขยายพันธุ์ได้เร็วขึ้น^{[ 5 ] ทำให้จำนวนเซลล์ที่มี T-DNA เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ผลิตโอปินมากขึ้น การแบ่งเซลล์อย่าง รวดเร็ว}นี้ทำให้เกิดเนื้องอกที่เรียกว่าปุ่มมงกุฎ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}
• ยีนโอพีน:ยีนโอพีนเข้ารหัสและบังคับให้เซลล์พืชแสดงเอนไซม์ที่สังเคราะห์โอพีน ซึ่งเป็นสารประกอบที่อุดมไปด้วยคาร์บอนและไนโตรเจนที่ทำหน้าที่เป็นแหล่งอาหารสำหรับแบคทีเรีย Agrobacterium [ ^{5 ] [ 6 ] หลังจาก} สังเคราะห์แล้ว โอพีนจะถูกหลั่งออกสู่ช่องว่างระหว่างเซลล์และสิ่งแวดล้อมโดยรอบ ทำให้ แบคทีเรีย Agrobacteriumที่อยู่ใกล้เคียงสามารถดูดซึมได้โอพีนที่พบได้บ่อยที่สุดที่ผลิตโดยเซลล์พืชที่ติดเชื้อ DNA ของAgrobacteriumคือโนพาลีนและออกโทพีน^{[ 5 ] [ 8 ]}

ยีนการสลายโอพีน: ยีน การสลายโอพีนเข้ารหัสองค์ประกอบของเส้นทางการสลายโอพีนของแบคทีเรียAgrobacterium ^{[ 5 ]}เส้นทางนี้ช่วยให้แบคทีเรียสามารถสลายและใช้โอพีนเป็นแหล่งพลังงานได้^{[ 5 ] [ 6 ]}เฉพาะผู้ที่มีพลาสมิดนี้เท่านั้นที่สามารถเผาผลาญโอพีนได้ ทำให้พวกมันได้เปรียบในการแข่งขันเหนือจุลินทรีย์ในดินชนิดอื่น^{[ 5 ]}

ยีนแคสเซ็ต Vir :ยีน virหรือ "ยีนก่อโรค" เข้ารหัสองค์ประกอบที่ช่วยในการถ่ายโอน T-DNA จากพลาสมิด Ti เข้าสู่จีโนมของเซลล์พืช ^{[ 4 ] [ 5 ]}มีโอเปรอนvir 6 ตัว ที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอน T-DNA ได้แก่ ^{virA, virB, virG, virC} , virDและ virE [ ^{5 ] [ 6 ]}

Ori : ori คือ "จุดเริ่มต้นของการจำลองแบบ" ซึ่ง เป็นตำแหน่งบนพลาสมิดที่สาย DNA สองสายเริ่มคลายตัวออกเพื่อให้เกิดการจำลองแบบ DNAในระหว่างการแบ่งเซลล์^{[ 5 ] [ 8 ]}

แบคทีเรียเป็น สิ่งมีชีวิต โปรคาริโอตและพืชเป็น สิ่งมีชีวิตยูคา ริโอตกลไกและเครื่องจักรที่เกี่ยวข้องกับการแสดงออกของยีนแตกต่างกันในสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตและยูคาริโอต^{[ 8 ]} Agrobacteriumได้วิวัฒนาการให้มีองค์ประกอบยีนยูคาริโอตในบริเวณ T-DNA ซึ่งช่วยให้ยีนที่เข้ารหัสในบริเวณนั้นสามารถแสดงออกโดยเซลล์พืชได้^{[ 6 ] [ 8 ]}พลาสมิด Ti ที่เหลือยึดติดกับกระบวนการโปรคาริโอตปกติ^{[ 8 ]}

ในการดัดแปลงพันธุกรรมของพืช^{[ 6 ]}ยีนออกซิน ไซโตไคนิน และโอพีนจะถูกแทนที่ด้วย "ยีนที่สนใจ" ซึ่งเป็นยีนที่จะถูกแทรกเข้าไปในพืช^{[ 8 ]}ยีนที่เกี่ยวข้องกับการสลายโอพีนก็ถูกกำจัดออกไปด้วย^{[ 8 ]}การถ่ายโอนยีนที่สนใจจากแบคทีเรีย Agrobacteriumไปยังเซลล์พืชเกิดขึ้นผ่านกลไกการติดเชื้อตามธรรมชาติของแบคทีเรีย^{[ 6 ]}

กลไกตามธรรมชาติของ การติดเชื้อ Agrobacteriumในเซลล์พืชเกิดขึ้นผ่าน ยีน vir 6 ยีนที่อยู่บนพลาสมิด Ti ^{[ 4 ]}กระบวนการติดเชื้อเกิดขึ้นใน 2 ขั้นตอนทั่วไป:

1. การจดจำเซลล์พืชและการกระตุ้นการแสดงออกของ ยีน vir :เมื่อผนังเซลล์พืชได้รับความเสียหายสารประกอบฟีนอลเช่นอะซีโตไซริงโกนจะถูกปล่อยออกมาสู่สิ่งแวดล้อมโดยรอบ^{[ 4 ]} สารประกอบเหล่านี้จะจับกับ ไคเนสตัวรับแบบครอสเมมเบรนที่อยู่บนเมมเบรนของแบคทีเรีย Agrobacterium ที่อยู่ใกล้เคียง ส่งสัญญาณไปยังแบคทีเรียว่ามีเซลล์พืชที่เสียหายอยู่ใกล้ๆ ไคเนสตัวรับถูกเข้ารหัสโดยvirAการจับกันของสารประกอบฟีนอลกับโดเมนภายนอกเซลล์ของตัวรับทำให้โดเมนภายในเซลล์ถูก ฟ อสโฟรีเลต หมู่ฟอสเฟตจะเคลื่อนจากตัวรับไปยังโปรตีนเอฟเฟกเตอร์แบบลอยตัวอิสระที่เข้ารหัสโดยvirG [ ^{6 ] เอ}ฟเฟกเตอร์ที่ถูกฟอสโฟรีเลตจะถูกกระตุ้นและจับกับซิส-เอเลเมนต์ภายใน บริเวณ โปรโมเตอร์ ของยีน virอีก 4 ยีนที่เหลือทำให้เกิดการแสดงออกของยีนเหล่านั้น^{[ 4 ] [ 6 ]}
2. การถ่ายโอน T-DNA:ยีนvirDแสดงออกถึงเอนโดนิวคลีเอสที่รู้จักลำดับ RB เอนโดนิวคลีเอสจะตัดสายหนึ่งของ RB ^{[ 4 ] [ 5 ]}และจับกับปลาย 5' ที่ถูกตัดของสาย T-DNA ด้วยพันธะโควาเลนต์^{[ 4 ] [ 7 ]}การแตกหักใน DNA จะกระตุ้น กลไก การซ่อมแซม DNA ตามธรรมชาติของเซลล์ ซึ่งจะเริ่มสังเคราะห์สาย T-DNA ใหม่โดยเริ่มจากปลาย 3' ที่ถูกตัดของ RB สายใหม่นี้จะผลักสาย T-DNA เดิมออกไป เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ โปรตีนที่จับกับ DNA สายเดี่ยว (โปรตีนที่จับกับ ssDNA) ซึ่งเข้ารหัสโดยvirEจะจับตามความยาวของ T-DNA เดิมเพื่อทำให้เสถียรและป้องกันไม่ให้ถูกย่อยสลาย^{[ 4 ​​] [ 6 ]} เอนโดนิวคลีเอ ส virDอีกตัวหนึ่งจะรู้จักและตัดสายใน LB ปล่อยสาย T-DNA เดิมออกจากพลาสมิด^{[ 4 ] [ 5 ]} virB แสดงโปรตีนที่สร้างช่องทางการขนส่งระหว่างAgrobacteriumและเซลล์พืช ทำหน้าที่เป็นสะพานทางกายภาพที่ T-DNA เคลื่อนที่จากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่ง^{[ 6 ]}โปรตีนvirCช่วยในการดึงดูด เอนโดนิวคลีเอ ส virD ไปยังขอบเขตและนำทาง T-DNA ที่ปล่อยออกมาไปยังช่องทางการขนส่งvirB ^{[ 6 ]}

จากนั้น T-DNA จะรวมเข้ากับตำแหน่งสุ่มภายในจีโนมของเซลล์พืช^{[ 4 ] [ 6 ]}

ตารางด้านล่างนี้สรุป ยีน virและหน้าที่ของยีนเหล่านั้น:

เวกเตอร์ไบนารีถูกใช้ในวิศวกรรมพันธุกรรม พืช เพื่อถ่ายโอนยีน ต่างประเทศ เข้าสู่เซลล์พืชเหตุผลที่ต้องมีพลาสมิด แยกกันสองตัว ก็เพราะการโคลนและการจัดการยีนที่สนใจในE. coliโดยใช้เวกเตอร์T-DNA นั้น ง่ายกว่า เนื่องจากมีขนาดเล็กและง่ายต่อการใช้งาน ในขณะที่ยีน vir ยังคงอยู่ในAgrobacteriumบนพลาสมิดตัวช่วยเพื่อช่วยในการเปลี่ยนแปลงพืช^{[ 10 ]}ส่วนประกอบของเวกเตอร์ไบนารีประกอบด้วย:

• ขอบซ้ายและขวา: เวกเตอร์ไบนารียังประกอบด้วยขอบซ้ายและขวา (LB และ RB) ซึ่งกำหนดขอบเขตของบริเวณ T-DNA ที่จะถูกถ่ายโอนเข้าไปในจีโนม ของพืช ลำดับขอบเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นไซต์การจดจำสำหรับเอนไซม์เอนโดนิวคลีเอสของ Agrobacterium ซึ่งจะตัดและแยก DNA เพื่อให้สามารถถ่ายโอนเข้าไปในนิวเคลียสของเซลล์ พืช ได้^{[ 11 ]}
  • ภายในบริเวณ T-DNA มีองค์ประกอบการทำงานหลายอย่าง ประการแรก ประกอบด้วยยีนที่สนใจซึ่งเข้ารหัสโปรตีนการทำงานที่นักวิจัยมุ่งหวังที่จะนำเข้าสู่พืช ประการที่สอง ยีนที่สนใจจะถูกเชื่อมเข้ากับยีนรายงาน ซึ่งช่วยให้สามารถมองเห็นและวัดปริมาณการรวมยีนที่ประสบความสำเร็จในพืชได้ยีนรายงานที่ใช้อาจเป็น ยีน lac Z ของ E. coliซึ่งสร้างสีน้ำเงินเมื่อย้อมสี และ GFP (โปรตีนเรืองแสงสีเขียว) ซึ่งเรืองแสงภายใต้แสง UV ^{[ 12 ]}นอกจากนี้ยังมีการแนะนำโปรโมเตอร์ซึ่งขับเคลื่อนการแสดงออกของยีนที่สนใจภายในเซลล์พืช โปรโมเตอร์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ โปรโมเตอร์ CaMV 35S และโปรโมเตอร์ UBQ10 สำหรับการแสดงออกอย่างต่อเนื่อง^{[ 13 ]}สุดท้าย ลำดับเทอร์มิเนเตอร์จะส่งสัญญาณสิ้นสุดการถอดรหัส ทำให้มั่นใจได้ว่ายีนจะถูกแสดงออกอย่างถูกต้องและสม่ำเสมอในเซลล์พืช^{[ 14 ]}
  • ภายใน T-DNA ยังมีเครื่องหมายคัดเลือก พืชอยู่ ด้วย เครื่องหมายนี้ช่วยให้สามารถคัดเลือกพืชที่ได้รวมยีนทรานส์และ T-DNA เข้ากับจีโนมนิวเคลียร์ของพวกมันได้สำเร็จ เมื่อพืชที่ได้รับการแปลงสภาพสัมผัสกับเครื่องหมาย เช่นสารกำจัดวัชพืช (เช่น ฟอสฟิโนทริซิน) หรือยาปฏิชีวนะ (เช่น คานามัยซิน) เฉพาะพืชที่ได้รวมยีนทรานส์และยีนเครื่องหมายคัดเลือกเข้าไปได้สำเร็จเท่านั้นที่จะมีชีวิตรอดและเจริญเติบโต เซลล์ใดๆ ที่ไม่ได้รวมยีนทรานส์เข้าไปจะไวต่อเครื่องหมายและจะไม่สามารถอยู่รอดได้ภายใต้สภาวะการคัดเลือก^{[ 15 ]}
• เวกเตอร์ไบนารียังมีองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับการจำลองแบบและการคัดเลือกแบคทีเรียนอกเหนือจากบริเวณ T-DNA เครื่องหมายคัดเลือกแบคทีเรียช่วยให้สามารถคัดเลือก เซลล์ E. coliที่รับพลาสมิดไบนารีได้สำเร็จในระหว่างการโคลนนิ่งและการขยายจำนวน ตัวอย่างของเครื่องหมายคัดเลือกแบคทีเรีย ได้แก่ ยีนต้านทานยาปฏิชีวนะ เช่นแอมพิซิลลิน (AmpR) และคานามัยซิน (KanR) ^{[ 15 ]}
• เวกเตอร์ยังรวมถึงต้นกำเนิดการจำลองแบบสำหรับE. coliซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าพลาสมิดจะได้รับการจดจำโดยกลไกการจำลองแบบของแบคทีเรียและถูกจำลองแบบทุกครั้งที่ เซลล์ E. coliแบ่งตัว^{[ 16 ]}นอกจากนี้ เวกเตอร์ไบนารียังมีต้นกำเนิดการจำลองแบบสำหรับAgrobacteriumซึ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าพลาสมิดสามารถจำลองแบบภายใน เซลล์ Agrobacterium ได้ หลังจากโคลนนิ่งและเพิ่มจำนวนในE. coliแล้ว พลาสมิดจะถูกถ่ายโอนไปยังAgrobacteriumเพื่อการเปลี่ยนแปลงพืช ต้นกำเนิดการจำลองแบบสำหรับAgrobacteriumทำให้มั่นใจได้ว่าพลาสมิดจะคงอยู่ และเมื่อ เซลล์ Agrobacteriumแบ่งตัว พลาสมิดก็จะพร้อมสำหรับการถ่ายโอน T-DNA ในระหว่างกระบวนการติดเชื้อของพืช^{[ 16 ]}

การรวมกันของส่วนประกอบเหล่านี้ทำให้เวกเตอร์ไบนารีเป็นเครื่องมืออเนกประสงค์และมีประสิทธิภาพสำหรับการดัดแปลงพันธุกรรมพืช ช่วยให้นักวิจัยสามารถปรับเปลี่ยนและขยายพลาสมิดได้อย่างมีประสิทธิภาพในE. coliก่อนที่จะนำเข้าสู่Agrobacteriumเพื่อการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมของพืช

ตัวอย่างชุดเวกเตอร์ไบนารีแสดงไว้ด้านล่างนี้

พ ลาสมิดตัวช่วย virประกอบด้วย ยีน virที่มาจากพลาสมิด TiของAgrobacteriumยีนเหล่านี้เข้ารหัสโปรตีนหลายชนิดที่ตัดเวกเตอร์ไบนารีที่ลำดับขอบด้านซ้ายและด้านขวา และอำนวยความสะดวกในการถ่ายโอนและการรวม T-DNA เข้ากับเซลล์และจีโนมของพืชตามลำดับ^{[ 24 ]}

มีการรายงานพลาสมิดช่วยvirหลายตัว^{[ 25 ]}และ สายพันธุ์ Agrobacterium ทั่วไป ที่มี พลาสมิดช่วย virได้แก่:

• อีเอชเอ101
• อีเอชเอ105
• เอจีแอล-1
• แอลบีเอ4404
• จีวี2260

พลาสมิด Ti ดั้งเดิมของ Agrobacterium tumefaciens ประกอบด้วยทั้งบริเวณ T-DNA และยีน vir ที่จำเป็นสำหรับการประมวลผลและการถ่ายโอน T-DNA ^{[ 26 ]}พลาสมิดมีขนาดใหญ่และมักมีความยาวเกิน 200kb และมีโครงสร้างที่ซับซ้อน ทำให้เกิดความท้าทายในการจัดการทางพันธุกรรมและการโคลน^{[ 26 ] [ 27 ]}เพื่อเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ สามารถใช้พลาสมิดสองตัวแทนตัวเดียวได้ คือ เวกเตอร์ไบนารีและพลาสมิดช่วย vir ^{[ 28 ] [ 29 ]}

1) พลาสมิดเวกเตอร์ไบนารี : เวกเตอร์ขนาดเล็กที่มีขอบ T-DNA ล้อมรอบทรานส์ยีนที่สนใจและยีนเครื่องหมายที่เลือกได้สำหรับการคัดเลือกทั้งพืชและแบคทีเรีย^{[ 26 ] [ 28 ] [ 30 ]}

2) พลาสมิดช่วย Vir : บรรจุยีนก่อโรคครบชุดแต่ไม่มีลำดับ T-DNA มีกลไกที่จำเป็นในการช่วยตัดและถ่ายโอน T-DNA ไม่ก่อให้เกิด DNA แปลกปลอมใดๆ ต่อจีโนมของพืช^{[ 26 ] [ 28 ] [ 27 ]}

1. ความเป็นโมดูลาร์ : เวกเตอร์หลายตัวที่บรรจุยีนที่สนใจต่างกันสามารถนำเข้าในสายพันธุ์ vir เดียวได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงพลาสมิดตัวช่วย ซึ่งช่วยให้นักวิจัยสามารถออกแบบและจัดการบริเวณ T-DNA ได้อย่างอิสระโดยไม่ส่งผลกระทบต่อกลไกความรุนแรง [1,4] ^{[ 26 ] [ 30 ]}
   1. การสร้างแบบอิสระ : เนื่องจากยีนก่อโรค (vir) ถูกเก็บรักษาไว้ในพลาสมิดแยกต่างหาก นักวิจัยจึงสามารถแก้ไขแคสเซ็ต T-DNA ภายในเวกเตอร์ไบนารีได้อย่างอิสระโดยไม่กระทบต่อความสามารถในการแปลงสภาพ^{[ 26 ]}
   2. การนำกลับมาใช้ใหม่ : สายพันธุ์ Agrobacterium เพียงสายพันธุ์เดียวที่มีพลาสมิด vir helper ที่เสถียร สามารถนำมาใช้เพื่อแนะนำเวกเตอร์ไบนารีได้หลากหลายชนิด ซึ่งช่วยขจัดความจำเป็นในการสร้างพลาสมิดทั้งหมดขึ้นใหม่สำหรับโครงสร้างทรานส์ยีนใหม่แต่ละอัน^{[ 29 ] [ 30 ]}
2. ประสิทธิภาพ : เวกเตอร์ขนาดเล็กสามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงและอำนวยความสะดวกในการใช้กลยุทธ์การโคลนนิ่ง^{[ 29 ] [ 31 ] [ 32 ]}
   1. ขนาดเวกเตอร์ที่เล็กกว่า: เวกเตอร์ไบนารีซึ่งโดยทั่วไปมีขนาดประมาณ 10 ถึง 15 กิโลเบส มีขนาดเล็กกว่าพลาสมิด Ti จริงซึ่งมีขนาดประมาณ 200 กิโลเบสขึ้นไป ทำให้การโคลนและการขยายพันธุ์ในE. coliและAgrobacterium ง่ายขึ้นมาก ^{[ 26 ] [ 29 ]}
   2. ความแม่นยำในการโคลนที่ดีขึ้น : ความซับซ้อนที่ลดลงของเวกเตอร์ไบนารีช่วยลดโอกาสของการเกิดเหตุการณ์การรวมตัวใหม่หรือความไม่เสถียรของพลาสมิดระหว่างการขยายพันธุ์^{[ 31 ]}
   3. อัตราการเปลี่ยนแปลงที่สูงขึ้น : เวกเตอร์ไบนารีสามารถปรับแต่งด้วยโปรโมเตอร์ที่แข็งแกร่งและเฉพาะเจาะจงต่อเนื้อเยื่อและทรานส์ยีนที่ปรับให้เหมาะสมกับโคดอน ส่งผลให้ประสิทธิภาพการแสดงออกและการรวมตัวในเนื้อเยื่อพืชเป้าหมายสูงขึ้น^{[ 29 ] [ 32 ]}

การนำระบบไบนารี T-DNA สองพลาสมิดมาใช้ได้ปฏิวัติวิศวกรรมพันธุกรรมพืชโดยการปรับปรุงความยืดหยุ่นและประสิทธิภาพการแปลงสภาพ โดยการแยกแคสเซ็ตทรานส์ยีนออกจากกลไกความรุนแรง นักวิจัยสามารถทำการดัดแปลงพันธุกรรมได้อย่างแม่นยำ ข้อดีเหล่านี้ทำให้ระบบไบนารีเป็นระบบมาตรฐานสำหรับ การแปลงสภาพโดยใช้ Agrobacteriumทั้งในเชิงวิชาการและอุตสาหกรรม^{[ 26 ] [ 28 ] [ 29 ]}

ระบบไบนารี T-DNA ถูกนำมาใช้เพื่อพัฒนาพืชดัดแปลงพันธุกรรม (GM)ที่มีคุณสมบัติที่ดีขึ้น^{[ 31 ] [ 28 ]}

มีการใช้ระบบไบนารีเพื่อแทรกยีนพิษBacillus thuringiensis (Bt) เข้าไปในพืชผล ทำให้เกิดความต้านทานต่อศัตรูพืช ^{[ 34 ]}แต่สารพิษ เช่น Cry1Ac หรือ Cry2Ab มีความจำเพาะสูงต่อแมลงศัตรูพืชบางชนิด และไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ แมลงที่เป็นประโยชน์ และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่ไม่ใช่เป้าหมาย^{[ 34 ] [ 35 ]}

การกระทำและขั้นตอนของ Bt: ^{[ 35 ] [ 36 ]}

1. แมลงกินผลึกและสปอร์ของ Bt ที่เกิดจากยีนดัดแปลงในจีโนมของพืช
2. สารพิษจะจับกับตัวรับจำเพาะในจีโนม ทำให้แมลงหยุดกินอาหาร
3. ผลึกดังกล่าวทำให้ผนังลำไส้แตกสลาย ส่งผลให้สปอร์และแบคทีเรียในลำไส้ปกติสามารถเข้าสู่ร่างกายได้
4. แมลงตายลงเนื่องจากสปอร์และแบคทีเรียเจริญเติบโตในร่างกาย

ระบบไบนารี T-DNA ถูกนำมาใช้เพื่อแนะนำยีนหลายตัวเพื่อสร้างการสังเคราะห์โปรวิตามินเอในเอนโดสเปิร์มของข้าว เพื่อแก้ไขปัญหาการขาดวิตามินเอในประเทศกำลังพัฒนา^{[ 37 ] [ 38 ]}การขาดวิตามินเอเป็นสาเหตุสำคัญของการตาบอดที่ป้องกันได้และเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคติดเชื้อ เช่น ในเด็ก^{[ 38 ]}ยีนpsyและcrtlถูกแทรกเข้าไปในบริเวณ T-DNA ของพลาสมิดไบนารีในจีโนมนิวเคลียร์ของข้าวและอยู่ภายใต้การควบคุมของโปรโมเตอร์เฉพาะเอนโดสเปิร์ม เพื่อให้ยีนเหล่านี้แสดงออกเฉพาะในเอนโดสเปิร์มเท่านั้น เพื่อให้แน่ใจว่ามีการแสดงออกในส่วนที่กินได้ของเมล็ดข้าว^{[ 37 ]}สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงพลังของระบบไบนารี T-DNA ในการสร้างวิถีเมตาบอลิซึมที่ซับซ้อนในลักษณะเฉพาะของเนื้อเยื่อ^{[ 37 ]}การใช้กลยุทธ์การแปลงสภาพสามารถนำมาใช้เพื่อผลิตพืชผลที่มีคุณค่าทางโภชนาการสูงขึ้น ซึ่งมีประโยชน์ต่อสุขภาพของประชาชนอย่างมาก^{[ 38 ] [ 39 ]}ระบบไบนารี T-DNA ช่วยให้สามารถแทรกยีนที่สำคัญทางการเกษตรลงในจีโนมของพืชได้อย่างแม่นยำและเสถียร^{[ 26 ] [ 28 ]}เทคโนโลยีนี้ได้มีส่วนช่วยอย่างมากต่อการเกษตรที่ยั่งยืน ความมั่นคงทางอาหาร และสุขภาพที่ดีขึ้น ผ่านการพัฒนาพืชที่ต้านทานแมลงและเสริมคุณค่าทางโภชนาการ^{[ 31 ] [ 28 ] [ 38 ]}การประยุกต์ใช้งานจริงเน้นย้ำถึงความหลากหลายและผลกระทบของระบบไบนารีในฐานะส่วนประกอบพื้นฐานของวิศวกรรมพันธุกรรมบางส่วน^{[ 26 ] [ 31 ] [ 28 ]}