Professeur Wilhelm Gruissem, Institut de biologie moléculaire végétale de l’EPF de Zurich

septembre 2017

Le travail de recherche du biologiste Wilhelm Gruissem vise à améliorer la sécurité alimentaire et la qualité des aliments dans le monde. A l’Institut de biologie moléculaire végétale de l’EPF de Zurich, le professeur et son équipe ont récemment mis au point une nouvelle variété de riz qui non seulement accroît la teneur en micronutriments (fer et zinc) des grains, mais produit également du bêta-carotène, précurseur de la vitamine A, dans les grains. Ce riz multi-nutriments pourrait contribuer à réduire la malnutrition, largement répandue dans les pays en développement.

Le riz est l’aliment de base principal pour près de la moitié de la population mondiale. Un repas composé de riz coupe la faim, mais le riz épluché ne contient que très peu de micronutriments essentiels, voire pas du tout. Une grande partie de la population, surtout en Asie et en Afrique, souffre par conséquent de malnutrition. Elle manque de fer, de zinc et de vitamine A. «Cela conduit à des symptômes de carence tels que la cécité nocturne, l’anémie ou la chute des cheveux. Un riz multi-nutriments pourrait permettre de lutter contre ce phénomène», explique le professeur Wilhelm Gruissem.

Toutefois, les variétés de riz à forte teneur en fer et en zinc ne peuvent pas être cultivées de façon traditionnelle en raison de leur faible variabilité génétique. C’est pourquoi l’équipe a développé des approches génétiques visant à augmenter ces micronutriments. Le génie génétique vert est utilisé en complément de la culture traditionnelle et de la sélection par mutation afin de rendre les plantes résistantes aux maladies, aux mauvaises herbes et aux parasites. Les recherches ont également pour objectif d’accroître le rendement, d’accélérer la maturation ainsi que d’améliorer la teneur en nutriments. Wilhelm Gruissem s’est surtout concentré sur ce dernier volet. Ses recherches portent sur le développement de variétés de riz et de blé ayant une teneur élevée en fer et en zinc dans le but de lutter contre la carence en micronutriments. Néanmoins, la combinaisoplusieurs n de micronutriments dans un plant de riz n’avait pas encore été réalisée jusqu’à présent.

Il y a de nombreuses années, l’équipe de chercheurs de l’EPF dirigée par Ingo Potrykus avait déjà développé une nouvelle variété de riz, annoncée en 2000 sous le nom de «Riz doré». Il s’agissait de l’une des premières variétés de riz génétiquement modifiées dans laquelle les chercheurs étaient parvenus à produire du bêta-carotène, le précurseur de la vitamine A, dans l’endosperme du grain de riz. Le Riz doré a été amélioré par la suite et est maintenant utilisé dans plusieurs pays dans le cadre de programmes agricoles.

Navreet Bhullar, scientifique senior au sein du laboratoire de Wilhelm Gruissem, et son doctorant Simrat Pal Singh sont à présent parvenus pour la première fois à modifier génétiquement des plants de riz de telle sorte que, par comparaison avec les variétés de riz traditionnelles, ils produisent suffisamment de fer et de zinc mais aussi une quantité importante de bêta-carotène dans l’endosperme du grain. Les résultats ont été récemment publiés dans le magazine Scientific Reports. Sur le plan technique, quatre gènes ont pu être réunis dans une cassette et peuvent ainsi être facilement transférés ensemble lors de croisements génétiques. Cela permet d’augmenter la teneur en nutriments des différentes variétés de riz cultivées dans le monde par croisement avec la nouvelle variété. Les nouvelles lignées de riz multi-nutriments sont encore en phase de test. «Il faudra attendre quatre à cinq ans avant de pouvoir utiliser le riz multi-nutriments et réduire ainsi la faim cachée», ajoute Wilhelm Gruissem.

Wilhelm Gruissem est né à Duisbourg en 1952. Il a étudié la biologie et la chimie à l’Université de Bonn, où il a obtenu son doctorat en 1979 à l’Institut de génétique, sous la direction du professeur Werner Gottschalk. Au cours des deux années suivantes, il a occupé le poste d’assistant de recherche à l’Institut de chimie physiologique de l’Université de Marbourg. Il a ensuite obtenu une bourse de recherche pour rejoindre l’Université du Colorado, aux Etats-Unis. En 1983, il a obtenu une chaire en tant que professeur assistant de biologie végétale à l’Université de Californie, à Berkeley, et y a été nommé professeur en 1990. De 1993 à 1998, il a assumé la fonction de directeur du département de biologie végétale et microbienne à Berkeley. Depuis le 1er juillet 2000, il occupe un poste de professeur ordinaire en biotechnologie végétale à l’Institut de biologie moléculaire végétale de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich.

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Prof. Dr. Wilhelm Gruissem

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