植物通过叶片上的气孔吸收CO2，叶绿素吸收太阳能进行光合作用，合成碳水化合物。小麦、水稻等C3植物的光呼吸作用较强，大量未被利用的CO2重新释放到空气中。经分析，现有水稻品种的光能利用率只有1%∽1.5%，而理想的光能利用率是5%。玉米和甘蔗等C4植物是高光效作物，光呼吸作用较弱，能够充分利用CO2来合成更多的碳水化合物，光合效率是水稻的1.5∽2倍。此项研究将玉米高光效率基因棗磷酸烯醇式丙酮酸羟化酶的基因导入水稻植株，并整合入水稻的基因组，使玉米的高光效基因在水稻上得到良好表达，改善了水稻植株叶片的气孔导度，提高了CO2的利用率，光合效率提高50%，产量增加30%以上。目前，研究人员正尝试着把玉米另外两个高光效率基因也同时导入水稻，进一步提高水稻的光合效率和产量，并结合杂种优势利用，培育出新一代超级稻。