紅薯實際上是植物的“根”塊，由根部膨脹而來，是因一種稱為農桿菌的細菌侵染了根部組織導致的。農桿菌是一類普遍存在于土壤中的革蘭氏陰性細菌，它能夠侵染植物的受傷部位，將它的基因植入這些被侵染細胞的基因組中，使其為它的生存繁衍提供條件，從而導致植物局部組織膨大。目前的研究發現農桿菌可侵染超過140種植物。因此人類開始食用紅薯之前，農桿菌就已經把它的基因插入遠古紅薯品種的基因組中了。而遠古紅薯品種的根部并不像現在食用的紅薯品種這么龐大，當我們的祖先開始食用并喜愛這種食物時，就會選擇產量高且口感好的品種種植繁育，通過一代代人為的選擇，紅薯就發展成現在的模樣。
國際馬鈴薯研究中心的科學家在對來自美國、印度尼西亞、中國、南美洲、非洲等地的291個紅薯品種進行研究后發現，所有的紅薯品種都含有農桿菌的基因，其中IbT-DNA1在所有檢測的紅薯品種中都存在，并且后代中不會出現基因分離現象；而IbT-DNA2只存在于部分檢測的紅薯品種。
紅薯和農桿菌之間的基因交流，生物學家稱為基因水平轉移。細菌中的基因水平轉移現象非常普遍，但越來越多的研究證據表明這種現象可以發生在細菌和真核生物之間，如真菌的類胡蘿卜素生物合成基因可以轉移到蚜蟲中，使蚜蟲呈紅色或綠色；基因從角苔類植物轉移到蕨類植物中，產生了感光體藤類。另外，科學家在馬鈴薯中也找到了農桿菌和其他細菌的DNA，它們在馬鈴薯中至少發生了兩次基因轉移。這些現象都證明，植物的轉基因可以自然發生。實際上，人工轉基因的發展正是由于觀察到農桿菌的這種特性，才被科學家利用并進行植物轉基因的研究。通過農桿菌侵染進行基因轉化已經成為當前植物分子生物學研究不可或缺的基本實驗手段，科學研究正是將自然的一次偶然轉變為人工設計下的一次必然。
