En serre, les grains de riz génétiquement modifié contiennent des quantités suffisantes de fer et de zinc.
Photo : © Navreet Bhullar / ETH Zurich

Transport plus efficace des micronutriments dans le riz

Des chercheurs de l’ETH Zurich, en Suisse, ont génétiquement modifié une importante variété de riz et lui ont ainsi permis d’enrichir très efficacement la teneur en fer et en zinc de ses grains.

Une équipe de chercheurs dirigée par Navreet Bhullar, de l’institut de biologie moléculaire végétale, à l’université ETH Zurich, Suisse, a génétiquement modifié une des variétés de riz les plus communes. L’avantage, par rapport à la variété d’origine, est que les plantes ainsi modifiées mobilisent plus efficacement leurs réserves cellulaires de zinc et de fer et les déposent dans la partie blanche du grain (endosperme). Autrement dit, les micronutriments sont transportés et concentrés dans le grain. Les chercheurs de l’ETH sont les premiers à explorer cet aspect des mécanismes de transport cellulaire de fer et de zinc visant à enrichir le riz en micronutriments.

Pour obtenir cet enrichissement, Navreet Bhullar et son équipe ont intégré une construction génétique exprimant une combinaison de trois gènes supplémentaires dans les plants de riz.  Un de ces gènes facilite la mobilisation du fer stocké dans les vacuoles des cellules végétales ; un autre encode pour une protéine de stockage du fer, la ferritine, et le troisième favorise l’efficacité d’absorption du fer et du zinc par les racines.

L’année dernière, la même équipe de chercheurs a établi une preuve de concept en associant trois caractéristiques nutritionnellement pertinentes dans une lignée de riz. Les quantités de fer, de zinc et de β-carotène ont simultanément augmenté dans les grains de riz.

Niveaux élevés de micronutriments

Selon les recommandations du Groupe consultatif pour la recherche agricole internationale (CGIAR), il faut 15 μg de fer/g poids sec (PS) et 28 μg de zinc/g PS dans les grains polis pour fournir 30 pour cent des besoins nutritionnels moyens estimatifs (BME). Dans leurs derniers travaux, les chercheurs de l’ETH ont mis au point des lignées de riz dont la teneur en fer dépasse 90 pour cent de la teneur en fer recommandée et dont la teneur en zinc atteint 170 pour cent de la teneur en zinc recommandée dans les grains de riz.

À ce jour, ces plants ont été testés en laboratoire et dans des conditions de culture en serre. Navreet Bhullar va bientôt réaliser des essais de plein champ pour voir si le riz génétiquement modifié convient également aux conditions de culture en plein champ.
 
« Nous devons d’abord confirmer que les plants conservent des niveaux similaires de zinc et de fer dans les grains lorsqu’ils sont cultivés en plein champ. Après quoi, il nous faudra évaluer la biodisponibilité de cet accroissement de nutriments pour l’homme. Il faudra sans doute des années avant que ces variétés de riz modifié soient accessibles au public, » déclare madame Bhullar.

L’objectif parfait pour l’enrichissement en nutriments

Le riz est une denrée de base pour la moitié de la population mondiale. Généralement, seuls les grains de riz polis sont consommés. Malheureusement, les variétés de riz les plus couramment cultivées ne contiennent, dans leurs grains, qu’une fraction de nombreux nutriments vitaux ou n’en contiennent pas du tout. La plupart des variétés de riz commercial ne contiennent qu’environ 2 μg de fer/g dans l’endosperme. Cela explique pourquoi les carences en micronutriments sont courantes dans les pays où le riz constitue une part importante de l’apport quotidien en calories.

Dans le monde, près de 1,6 milliard de personnes souffrent d’anémie, problème de santé auquel contribuent significativement les carences en fer. Un tiers de la population mondiale est carencée en zinc, ce qui peut contribuer à affaiblir le système immunitaire.

La biofortification du riz est par conséquent une approche durable d’amélioration de la santé des populations touchées à l’échelle mondiale.

(ETH Zurich / wi)

 

En savoir plus :

Wu T-Y, Gruissem W, Bhullar NK. Targeting intracellular transport combined with efficient uptake and storage significantly increases grain iron and zinc levels in rice. Plant Biotechnology Journal, première publication : 7 mai 2018. doi: 10.1111/pbi.12943