本申请公开了一种改性聚乙烯亚胺,包括作为主链的聚乙烯亚胺以及接枝在所述聚乙烯亚胺上的丙交酯;所述丙交酯与所述聚乙烯亚胺的伯胺氨基或仲胺氨基进行配位开环反应,且未发生聚合反应。本申请还公开了一种改性聚乙烯亚胺制备方法和基因转染试剂及其应用。经实验表明,这种结构的改性聚乙烯亚胺的基因转染率较高,在同等条件下其基因转染率是高于现有市场产品支化聚乙烯亚胺,并且未观测到明显的细胞毒性。因此,上述改性聚乙烯亚胺可被视为优良的基因递送系统。