Hay dos tipos de plantas: C3 y C4. Son también dos tipos de estructura microscópica de la hoja y dos formas de hacer la fotosíntesis. La fotosíntesis es la vía prácticamente única para la creación de materia orgánica a partir de materia inorgánica: anhídrido carbónico (CO₂₎ y agua. Todos nuestros alimentos dependen, directamente o indirectamente, de la fotosíntesis. La principal cosecha del mundo, en especial en muchos países poco desarrollados es el arroz. El arroz, como la mayoría de las plantas es C3 pero la ruta C4 es más eficiente. Si consiguiéramos aumentar la producción de arroz salvaríamos a cientos de millones de personasdel hambre en las próximas décadas.

En las plantas C3, el CO₂ difunde libremente entre las células del interior de la hoja donde es capturado por una enzima llamada rubisco que lo utiliza para formar azúcares. El problema es que en ocasiones la rubisco en vez de fijar CO₂ fija O₂ (oxígeno) por lo que baja su productividad. En las plantas C4, unas células del interior de la hoja dispuestas en una corona se han especializado en bombear el CO₂ a otras células, llamadas células de la vaina, que son las que contienen la rubisco. Al aumentar la concentración de CO₂ en las células que contienen el enzima, esta actúa de forma más eficaz, se reduce el número de errores y aumenta la producción de azúcares. Por lo tanto tendríamos mayores cosechas.

La fundación Bill y Melinda Gates está financiando el “proyecto arroz C4.” Se están revisando miles de mutantes de la planta de arroz para intentar identificar qué genes se encargan de organizar la estructura C3 o C4. La esperanza es identificar los interruptores genéticos que generan las bombas de CO2 de manera que se puedan incorporar al arroz C3 (normal) y convertirlo en una variedad C4 (superproductiva).