没有光合作用，我们所知道的生命就不会存在于地球上。当植物将光能转化为化学能时，它们释放出氧作为副产物。但在过去的几千年里，他们在生产上的效率逐渐下降。美国农业部和伊利诺伊大学的研究人员进行了修正，并找出了如何在现实世界的农业条件下生产高出40％的作物。
问题在于一种叫做rubisco的酶，是“核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶”的缩写。Rubisco在光合作用过程中起着至关重要的作用：它将无机二氧化碳转化为有机碳。然而，对于一种对地球上所有生命起着至关重要作用的酶，科学家们将其描述为“非常低效”。大多数酶可以在rubisco处理两到三个时间内处理数千个分子。
植物通常通过创造大量的rubisco来弥补这一点，因此它是地球上最丰富的酶。在大多数情况下，它是有效的。Rubisco已经将二氧化碳转化为有机碳，达到地球目前大气中富含氧气的程度。
但效率低下的酶遇到了另一个困难。它开始混淆二氧化碳分子的天然饮食与氧气。这对光合作用没有好处。当rubisco吸收氧气时，正如科学家所说，它在大约20％的时间内吸收氧气，它迫使植物经历一个称为光呼吸的能量消耗过程。在光呼吸过程中，植物通过植物细胞内的三个不同区室发送其酶。
“光呼吸是一种抗光合作用，” 农业研究服务研究分子生物学家Paul South。“它为植物带来了宝贵的能源和资源，它可以投资于光合作用，以产生更多的生长和产量。”
两年多来，研究小组试图开发出更有效的光呼吸版本。通过1700个工厂进行测试，他们创造了三个。这些新的光呼吸方法使用交替的启动子和基因组，使植物能够获得相同的结果，同时消耗更少的能量，
“就像巴拿马运河是一项提高贸易效率的工程壮举，这些光吸收捷径是植物工程的一项壮举，它证明了一种极大的方法可以大大提高光合作用的效率，”Ikenberry大学主席Stephen Long说。伊利诺伊州作物科学和植物生物学博士，以及实现提高光合效率（RIPE）的主任。
在田间研究中，这些工程化植物能够更快地发育植物，长得更高，并且生产的生物量增加了约40％。
尽管仅在烟草中进行了测试（由于其相对的遗传简单性和大叶子而成为理想的测试对象），但科学家现在希望将测试扩展到构成全球许多饮食主食的作物：大豆，豇豆，大米，土豆，西红柿和茄子。科学家预计，在全球范围内获得监管机构批准新工程的十年之旅。
在此过程之后，撒哈拉以南非洲和东南亚的小型农场可以免费使用这些工程设备，产生的氧气比长时间产生的更多。
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