转基因牛是利用转基因技术对牛进行品种改良或新品种培育，主要体现在两个方面：一是提高牛的抗病能力;二是提高牛的肉奶产量、改善奶品质，同时转基因技术在改善牛的生长、肉质等性状也有一些重要进展。

2004 年，日美联手利用基因工程手段培育出对疯牛病 ( 牛海绵状脑病， BSE) 具有免疫力的牛，这种转基因牛不携带普里昂蛋白或其他传染蛋白。 2005 年， Donovan 等将编码溶葡萄糖球菌酶的基因转入奶牛基因组中获得转基因牛，证明其乳腺中表达的溶葡萄球酶可以有效预防由葡萄球菌引起的乳房炎，转基因牛葡萄球感染率仅为 14% ，而非转基因牛对照的感染率达 71% 。 2007 年，同一研究组的 Richt 等通过基因打靶技术将牛的 PRNP 基因双位点灭活，获得了存活了 2 年以上的转基因牛。

2003 年， Brophy 等研究人员提取了 1 头奶牛的胚胎干细胞，并在其中加入 2 种额外的基因： β- 酪蛋白和 κ- 酪蛋白，由此培育的转基因牛所产的奶中 β- 酪蛋白的含量提高了 320% ， κ- 酪蛋白的含量也增加了 1 倍，这两种酪蛋白也正是干酪和酸奶制品的主要成分。

转基因动物乳腺生物反应器是利用动物乳腺特异性启动子调控原件指导外源基因在乳腺中特异性表达，并从转基因动物乳腺种获得重组蛋白。外源基因在乳腺中表达需要乳蛋白基因的一个启动子和调控原件，即引导泌乳期乳蛋白基因表达的序列 [12] 。应用重组 DNA 技术或转基因技术将外源基因置于乳腺特异性调控序列控制之下，使之在乳腺中表达，通过回收乳汁获得表达产物。通常由四类基因调控元件： β- 乳球蛋白 (BLG) 、酪蛋白、乳清酸蛋白 (WAP) 和乳清白蛋白。

1990 年 12 月，荷兰 Pharming 公司用酪蛋白启动子与人乳铁蛋白 (hLF) 的 cDNA 构建了转基因载体，通过显微注射法获得了世界上第一头名为 Herman 的转基因公牛，该公牛与非转基因母牛生产的转基因后代中， 1/4 后代母牛乳汁中表达了乳铁蛋白。 2002~2006 年，中国农业大学李宁教授及其科研团队利用转基因体细胞可控技术，获得了转基因克隆奶牛 49 头，存活 29 头。人乳铁蛋白在转基因牛乳中平均表达量达到 3.34 g /L ，人 α- 乳清白蛋白表达也达到 1.55 g /L ，人溶菌酶在转基因牛乳中含量达 1.5 g /L ，这些重组蛋白表达量达到了国际最好水平 [13] 。

动物转基因技术存在的主要问题是转基因动物成活率低，转基因牛的成活率仅为 0.7% 。外源基因在宿主细胞中的整合率很低，而且外源基因的整合位点不可控制，已整合的外源基因很容易从宿主基因中消失，遗传给后代的概率也较低。尽管存在着这样那样的问题，但是十几年来，转基因技术的应用不仅使整个生命科学的研究发生了前所未有的深刻变化，而且也给工农业生产和国民经济发展带来了不可估量的影响。目前，我国牛基因育种与国际同行相比，存在着过于分散、简单重复、规模小等问题。大规模现代化研究设施、新技术、新方法已在牛新品种培育及现有品种改良上发挥着越来越重要的作用。因此，我国急需建立一体化的国家牛基因育种中心，为扩大规模发展基因育种提供平台。