أدى تلاعب بثلاث جينات رئيسة في عملية التركيب الضوئي للنباتات إلى زيادة مردود زراعات تجريبية للتبغ بنسبة 20 في المئة، في تقدم علمي من شأنه زيادة الإنتاج الزراعي بدرجة كبيرة. وتأتي نتائج هذه التجربة في إطار جهود العلماء لزيادة المردود للمحاصيل الكبرى من بينها الرز والذرة بشكل يساعد في مواكبة الزيادة في عدد السكان الذي سيرتفع من 7.2 مليارات نسمة حالياً إلى 9.6 مليارات في العام 2050. وبحسب "منظمة الأغذية والزراعة" في الأمم المتحدة (فاو) يجب أن يزيد الإنتاج الزراعي إلى الضعف تقريباً لتلبية الطلب. وقال أحد معدي الدراسة الباحث في مختبر الفيزياء الحيوية الجزيئية في جامعة "بيركلي" في كاليفورنيا كريشنا نيوغي "استخدمنا محاصيل من التبغ كنموذج بحثي نظراً إلى سهولة الاستعانة بها في الاختبارات، لكننا نجري التعديلات الجينية ذاتها على الرز والمحاصيل الأخرى". وبالإضافة إلى عمليات التركيب الضوئي، تستخدم النباتات الطاقة من أشعة الشمس لاستخراج ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وتحويله إلى كتلة حيوية، ما يمكن استخدامه كغذاء أو وقود أو ألياف. وفي حال وجود مستويات ضوء كبيرة، يمكن لآليات التركيب الضوئي أن تتضرر، وتلجأ النباتات في هذه الحالة إلى نظام حماية للقضاء على الطاقة المخزنة الزائدة، لكن هذه الآلية تتوقف ببطء عندما تنتهي الحاجة إليها، على سبيل المثال عندما تكون السماء ملبدة بالغيوم. واكتشف العلماء الجينات التي تسمح بالتعطيل السريع لهذا النوع من الحماية، ما يتيح زيادة تتراوح بين 14 و20 في المئة في المردود الزراعي لهذه المحاصيل.