在過去的50年中，透過育種培育出產量更高、佔用土地更少的水稻、小麥和其他穀物對於養活地球人口至關重要。但是，這些作物也帶來了巨大的代價：它們對化肥中化學養分的渴求導致了威脅空氣、陸地和海洋的汙染。現在，一個科學家團隊透過基因工程改造出了新的高產穀物，這些穀物需要更少的肥料，因此可能更環保。
1950年代和60年代的綠色革命，由於育種創新、化肥的新增和其他管理技術，在全球範圍內極大地推動了農業生產。作物產量激增，養活了數百萬人。“那時人們只想要糧食安全，”中國科學院的植物遺傳學家付向東說。但很快就清楚地看到，大量使用氮肥會對生態系統造成嚴重破壞。過量的氮會降低空氣質量，並在水中引發有害的藻類繁殖，通常會對魚類和其他野生動物造成致命的後果。隨著人口和對食物的需求不斷增長，科學家們一直在尋求在不犧牲作物產量的情況下最佳化化肥使用的方法。
付向東及其團隊認為，他們已經在穀物的基因中找到了關鍵。他們對36種水稻品種的DNA調查顯示，有一個基因編碼生長調節因子4（GRF4），這是一種可以增強氮吸收和生長的蛋白質。但是，這些對氮有需求的作物的高效也歸因於一種名為DELLA的生長抑制蛋白家族，這些蛋白會產生更矮小的植物，這些植物可以更好地承受強天氣。作者在週三的《自然》雜誌上寫道，該團隊使用基因工程技術，透過增加產生GRF4基因的表達，來平衡GRF4–DELLA。研究人員發現小麥也有類似的結果。新的作物看起來是雙贏的：更有效地利用肥料，並且足夠矮小，可以在風雨中保持直立。
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加州大學戴維斯分校的作物遺傳學家艾倫·貝內特（Alan Bennett）說，將諸如氮效率之類的期望性狀混合到水稻品種中的活動可以高效快速地進行，他沒有參與這項研究。世界各地的實驗室可以依靠傳統的育種或基因編輯技術將產生GRF4的基因引入到當地適應的品種中。貝內特說，這種人為輔助的性狀傳遞很常見。例如，為耐受菲律賓長期洪水而開發的水稻後來被育種到印度和孟加拉國的當地水稻品種中。
專家們歡迎提高氮肥利用效率的穀物的出現。“人類活動正在向地球新增過多的氮，”馬里蘭大學環境科學中心研究全球氮迴圈的環境科學家張欣說，他沒有參與這項研究。她指出，自工業時代開始以來，人類已經使環境中過量的氮量增加了一倍，這主要是由於從農田中洩漏的肥料造成的。“改善系統的效率至關重要，”她說。
張欣補充說，但是，僅靠基因工程並不能解決氮汙染的“棘手問題”。農民的行為也很重要。她說，農民通常會根據社會經濟因素（如化肥成本）來決定向田地新增多少氮，而不管作物需要什麼。加州大學爾灣分校的農業系統研究員內森·穆勒（Nathan Mueller）也表達了類似的看法，他也沒有參與這項工作。他說，如果農民使用更精確的方法“在正確的時間在正確的位置施用適量的氮”，這也可以減輕氮的流失。
張欣說，要控制肥料的使用，需要作物遺傳學家、經濟學家和生態學家之間的協調合作。因此，對肥料友好的作物將只是控制農業造成的汙染的又一種工具——而且是一種受歡迎的工具。