Un simple ajout au son de maïs pourrait augmenter la valeur nutritionnelle du grain de 15 à 35 % —

Dans une nouvelle étude, des scientifiques de l’Université de l’Illinois montrent qu’il est possible d’augmenter le fer jusqu’à 35 % et le zinc jusqu’à 15 % par rapport aux lignées parentales simplement en ajoutant des couches de cellules dans le son.

“Les gens utilisent des moyens traditionnels pour cultiver du maïs avec des micronutriments et des protéines plus élevés depuis de très nombreuses années. Cela demande beaucoup d’efforts et de temps. Pour nous, montrer des augmentations comme celle-ci avec un seul trait, c’est comme, pourquoi n’a-t-il pas nous faisons cela il y a longtemps? C’est si simple », explique le co-auteur de l’étude, Jack Juvik, professeur au Département des sciences des cultures, qui fait partie du Collège des sciences de l’agriculture, de la consommation et de l’environnement (ACES) de l’U of I.

Juvik et co-auteur Michael Paulsmeyer, maintenant chercheur post-doctoral à l’USDA, se sont concentrés sur la couche d’aleurone, généralement une seule couche de cellules situées juste à l’intérieur de l’enveloppe externe d’un grain de maïs. Bien qu’elle ne représente qu’environ 2 % du volume total de l’amande, l’aleurone est riche en protéines et en micronutriments.

Quelques rares variétés de maïs produisent naturellement plusieurs couches d’aleurone (MAL), mais jusqu’à présent, personne n’avait examiné comment ces couches supplémentaires pouvaient être manipulées pour affecter la qualité nutritionnelle du grain. Juvik et Paulsmeyer se sont procuré deux lignées MAL — une variété jaune, avec cinq à six couches d’aleurone ; et une variété bleue, avec trois couches d’aleurone – du Maize Genetics Cooperation Stock Center. Ils ont rapidement commencé à faire des croisements avec des variétés de maïs normales pour apprendre comment le trait MAL est hérité et comment il peut modifier la valeur nutritionnelle du grain.

En examinant comment MAL était exprimé dans la progéniture de ces croisements, l’équipe a retracé MAL à une petite section sur le chromosome 8 du maïs, mais a également trouvé d’autres régions génétiques qui ont contribué au trait. Les chercheurs ont ensuite développé des marqueurs moléculaires pour identifier rapidement les gènes MAL pour les futurs programmes de sélection.

“En utilisant des marqueurs moléculaires, nous pouvons prélever un petit échantillon de la graine, faire une analyse ADN et déterminer si le semis aura le trait que nous voulons”, explique Juvik. “Cela fait gagner beaucoup de temps et d’énergie par rapport à la sélection traditionnelle où vous devez planter toutes les graines que vous avez et attendre qu’elles mûrissent pour voir si le trait est là.”

Les chercheurs ont également testé la qualité nutritionnelle de la progéniture MAL par rapport aux parents à une seule couche d’aleurone. En plus d’une teneur plus élevée en fer et en zinc, la progéniture des parents bleus MAL a produit 20 à 30 % d’anthocyanine en plus, un pigment rouge à violet prisé dans l’industrie alimentaire comme alternative naturelle aux colorants artificiels.

Juvik travaille depuis des années à augmenter la teneur en anthocyanes du maïs, mais il s’est principalement concentré sur le péricarpe, la couche externe du grain. Lorsqu’il s’est rendu compte que certaines variétés de maïs contenaient également des anthocyanes dans leurs couches d’aleurone, une ampoule s’est éteinte.

“Dans certains cas, l’aleurone aura des gènes qui peuvent créer des anthocyanes. Nous avons pensé que si nous pouvions augmenter le nombre de couches d’aleurone ainsi que le péricarpe, nous pourrions augmenter la quantité de couleur que nous pouvons extraire des grains de maïs. C’était en fait notre intention initiale pour ce projet », déclare Juvik. “Mais lorsque nous avons envoyé nos échantillons pour qu’ils soient analysés pour les micronutriments, et voilà, il y a eu une augmentation très significative du fer et du zinc.”

Juvik dit que le MAL est un trait simple et prometteur pour augmenter la nutrition et la teneur en anthocyanes du maïs, mais note qu’il n’est pas tout à fait prêt pour les heures de grande écoute. Dans l’étude, l’équipe a croisé des lignées de maïs MAL avec du maïs à faible teneur en fer et en zinc. S’ils introduisaient le trait MAL dans des hybrides avec des niveaux plus élevés de ces micronutriments, l’augmentation semblerait-elle moins dramatique ou plus ? Juvik n’est pas sûr, mais il travaille pour trouver une réponse.

Il utilise actuellement des hybrides de maïs génétiquement identiques pour mieux isoler l’effet du MAL sur la qualité nutritionnelle et la teneur en anthocyanes. Après cela, il prévoit d’introduire le trait dans des hybrides adaptés localement aux régions du sud global où un coup de pouce nutritionnel serait le plus bénéfique.

« Nous espérons pouvoir améliorer la teneur en zinc et en fer à un niveau où les régimes alimentaires de base, qui peuvent contenir jusqu’à 50 à 70 % de maïs, peuvent fournir suffisamment de micronutriments pour surmonter les problèmes nutritionnels, en particulier chez les femmes enceintes et les très jeunes enfants. C’est l’objectif. C’est un grand si, mais cela semble assez prometteur pour continuer ce travail”, a déclaré Juvik.