El trigo y el arroz producen granos nutritivos que proporcionan el 32% de la proteína en la dieta humana a nivel mundial. Aquí, examinamos cómo las modificaciones genéticas para mejorar la asimilación de las formas inorgánicas de nitrógeno, como el amonio y el nitrato, en proteínas influyen en el rendimiento de grano de estos cultivos. La cría exitosa para un metabolismo de nitrógeno modificado se ha centrado en genes que coordinan el metabolismo del nitrógeno y del carbono, incluidos aquellos que regulan el macollaje, la fecha de espigado y la asimilación de amonio. Las lagunas en nuestra comprensión actual incluyen (1) diferencias entre especies entre los genes candidatos en las vías de metabolismo del nitrógeno, (2) la medida en que la abundancia relativa de estas formas de nitrógeno en los entornos naturales del suelo moldean las respuestas de los cultivos, y (3) la variación natural y la arquitectura genética de la mejora del rendimiento mediada por nitrógeno. A pesar de la extensa investigación sobre la genética del metabolismo del nitrógeno desde el auge de los fertilizantes sintéticos, solo unos pocos proyectos que apuntan a las vías de nitrógeno han resultado en el desarrollo de cultivares con mayores rendimientos. Para seguir mejorando el rendimiento y la calidad del grano, las estrategias de cría deben centrarse simultáneamente en la asimilación de carbono y nitrógeno y considerar la manipulación de genes con efectos menores o que subyacen a redes regulatorias, así como genes directamente asociados con el metabolismo del nitrógeno.