光合产物的积累是形成水稻产量的根本,水稻对氮素利用与叶片的光合能力密切相关,充足的氮肥能够提高其光合性能,增强"源"的功能,延缓功能性早衰,从而提高产量。与Ca植物相比,C4植物在低氮条件下具有更高的光合能力,氮和水的利用效率。因此,研究人员均希望将C4植物的某些特征引入到C3植物中,去改善作物的光合效率和产量。磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)在高等植物中是一类十分普遍的细胞质酶。它参与到植物生长各个过程当中,如气孔开放、果实成熟以及种子成熟。在玉米等C4植物中,PEPC催化光合作用的碳同化过程,而在水稻等C3植物中,PEPC的主要作用是辅助三羧酸循环(TCA),由此酶催化生成的一系列中间产物可用来进行有机物的合成和氮素同化。对土豆PEPC酶进行类C4植物的修饰改造的研究表明,PEPC的过表达使得14CO2标记增多,碳流动重新定向,从可溶性糖及淀粉向有机酸(苹果酸)和氨基酸转变,氮代谢增强,且与野生型比较速率增加了四倍。