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전세계적으로 인구와 인간활동의 폭발적인 증가에 따라 경작지와 삼림이 빠른 속도로 줄어들고 있다. 따라서 제한된 땅·물·시간에서 더 많은 생산을 해야 하는 상황을 맞게 되었다. 과거에는 이러한 문제를 주로 비료의 개선과 식물교배를 통해 해결해왔으나, 1970년대 이후부터는 유전공학기술을 사용하여 기본적인 농업생산성 증대를 꾀하고 있다.

식물의 생산성은 태양에너지가 광합성과정을 통해 얼마나 효율적으로 화학에너지로 저장되느냐에 달려 있는데, 최근에는 분자생물학적 방법을 이용하여 빛에너지와 전자전달에 관여하는 단백질들을 변형시킴으로써 이 과정의 자세한 단계들이 밝혀졌다. 이로써 식물의 생산성을 증대시킴은 물론 물이 부족하거나 염분이 많은 곳에서도 경작을 할 수 있게 되었고, 제초제에 대한 저항성 식물도 개발하여 선택적인 제초효과도 얻을 수 있게 되었다.