红薯实际上是植物的“根”块，由根部膨胀而来，是因一种称为农杆菌的细菌侵染了根部组织导致的。农杆菌是一类普遍存在于土壤中的革兰氏阴性细菌，它能够侵染植物的受伤部位，将它的基因植入这些被侵染细胞的基因组中，使其为它的生存繁衍提供条件，从而导致植物局部组织膨大。目前的研究发现农杆菌可侵染超过140种植物。因此人类开始食用红薯之前，农杆菌就已经把它的基因插入远古红薯品种的基因组中了。而远古红薯品种的根部并不像现在食用的红薯品种这么庞大，当我们的祖先开始食用并喜爱这种食物时，就会选择产量高且口感好的品种种植繁育，通过一代代人为的选择，红薯就发展成现在的模样。
国际马铃薯研究中心的科学家在对来自美国、印度尼西亚、中国、南美洲、非洲等地的291个红薯品种进行研究后发现，所有的红薯品种都含有农杆菌的基因，其中IbT-DNA1在所有检测的红薯品种中都存在，并且后代中不会出现基因分离现象；而IbT-DNA2只存在于部分检测的红薯品种。
红薯和农杆菌之间的基因交流，生物学家称为基因水平转移。细菌中的基因水平转移现象非常普遍，但越来越多的研究证据表明这种现象可以发生在细菌和真核生物之间，如真菌的类胡萝卜素生物合成基因可以转移到蚜虫中，使蚜虫呈红色或绿色；基因从角苔类植物转移到蕨类植物中，产生了感光体藤类。另外，科学家在马铃薯中也找到了农杆菌和其他细菌的DNA，它们在马铃薯中至少发生了两次基因转移。这些现象都证明，植物的转基因可以自然发生。实际上，人工转基因的发展正是由于观察到农杆菌的这种特性，才被科学家利用并进行植物转基因的研究。通过农杆菌侵染进行基因转化已经成为当前植物分子生物学研究不可或缺的基本实验手段，科学研究正是将自然的一次偶然转变为人工设计下的一次必然。
