在植物生物反應器研究中，最受人們關注同時研究進展也最快的是生產各種疫苗用的抗原蛋白。病毒和細菌性傳染病是威脅全球人類健康及生活質量最重要的因素之一，自古以來，人們就不斷尋求各種方法對付這些傳染性疾病。1778年，英國人Jenner首次發現人接種牛痘可預防天花病毒傳染，在此后的時間里，疫苗已被證明是對付傳染性疾病特別是病毒性傳染病最為經濟和有效的方法。
現在，人們通過接種疫苗已完全根除了天花，并在全球范圍內基本控制了脊髓灰質炎、狂犬病、破傷風、白喉、百日咳和乙型腦炎等多種病毒及細菌性傳染病的發生和傳播。疫苗的形式也由菌體疫苗發展到亞單位疫苗（Subunitvaccine），甚至還產生了DNA疫苗。但是，目前人們使用的疫苗還主要是通過微生物發酵或動物細胞組織培養獲得的，需要復雜的生產設備，生產工序繁瑣，生產成本較高，不易保存和運輸，因此，這些疫苗在經濟落后的發展中國家推廣起來比較困難，普通人群不易接受。此外，有些疫苗還存在著安全性和使用不便等方面的問題。