Ils obtiennent de superbes laitues en multipliant la teneur en bêta-carotène des feuilles.

Le bêta-carotène est l’un des principaux caroténoïdes, des pigments naturellement présents dans les plantes et autres organismes photosynthétiques, et bénéfiques pour la santé, avec des propriétés antioxydantes, immunostimulantes et favorisant les fonctions cognitives. Plus précisément, le bêta-carotène est le principal précurseur de la vitamine A dans l’alimentation humaine, ainsi que le principal précurseur des rétinoïdes, des composés chimiques ayant des fonctions importantes dans l’organisme, notamment la vision, la prolifération et la différenciation cellulaire, le système immunitaire…

Un groupe de recherche de l’Institut de biologie moléculaire et cellulaire des plantes (IBMCP), centre commun du Conseil supérieur de la recherche scientifique (CSIC) et de l’Université polytechnique de Valence (UPV), en Espagne, a développé une méthode innovante pour biofortification des feuilles et autres tissus végétaux verts, augmentant leur teneur en substances saines comme le bêta-carotène.

En utilisant des plants de tabac (Nicotiana benthamiana) comme modèle de laboratoire et de la laitue (Lactuca sativa) comme modèle de culture, l’équipe dirigée par Manuel Rodríguez Concepción, professeur-chercheur CSIC à l’IBMCP, a réussi à augmenter la teneur en bêta-carotène des feuilles sans affectant négativement d’autres processus vitaux tels que la photosynthèse.

« Les feuilles ont besoin de caroténoïdes comme le bêta-carotène dans les complexes photosynthétiques des chloroplastes pour leur bon fonctionnement », explique le chercheur du CSIC. « Lorsque les chloroplastes produisent trop ou pas assez de bêta-carotène, ils cessent de fonctionner et les feuilles finissent par mourir. Notre travail a réussi à produire et à accumuler du bêta-carotène dans des compartiments cellulaires où on ne le trouve normalement pas, grâce à la combinaison de techniques biotechnologiques et de traitements à haute intensité lumineuse », résume-t-il.

Plus grande accumulation et bioaccessibilité

Les résultats de cette étude démontrent qu’il est possible de multiplier les niveaux de bêta-carotène dans les feuilles en créant de nouveaux endroits pour le stocker en dehors des complexes photosynthétiques. D’une part, ils ont réussi à stocker des niveaux élevés de bêta-carotène dans des plastoglobules, des vésicules de stockage des graisses naturellement présentes dans les chloroplastes. Ces vésicules ne participent pas à la photosynthèse et n’accumulent pas normalement les caroténoïdes.

“En stimulant la formation et le développement de plastoglobules avec des techniques moléculaires et des traitements à la lumière intense, il est possible non seulement d’augmenter l’accumulation de bêta-carotène, mais aussi sa bioaccessibilité, c’est-à-dire la facilité avec laquelle il peut être extrait de l’alimentation. matrice à absorber par notre système digestif », explique Luca Morelli, de l’IBMCP et premier signataire des travaux.

D’autre part, l’étude démontre que la synthèse du bêta-carotène dans les plastoglobules peut être combinée avec sa production en dehors des chloroplastes grâce à des approches biotechnologiques. Dans ce cas, commente Pablo Pérez Colao, co-auteur de l’ouvrage, « le bêta-carotène s’accumule dans des vésicules semblables aux plastoglobules mais situées dans le cytosol, la substance aqueuse qui entoure les organites et le noyau des cellules ».

La combinaison des deux stratégies a permis d’augmenter jusqu’à 30 fois les niveaux de bêta-carotène accessible par rapport à ceux des feuilles non traitées. L’accumulation massive de bêta-carotène confère également une couleur dorée caractéristique aux feuilles de laitue.

Les laitues biofortifiées en bêta-carotène ont des feuilles dorées. (Photo : Manuel Rodríguez Concepción et Luca Morelli)

Selon les chercheurs, la découverte que le bêta-carotène peut être produit et stocké à des niveaux très élevés et sous une forme plus bioaccessible en dehors des endroits où il se trouve normalement dans les feuilles, « représente une avancée très significative pour améliorer la nutrition des animaux ». grâce à la biofortification de légumes comme la laitue, les blettes ou les épinards, sans renoncer à leur arôme et à leur saveur caractéristiques.

L’étude s’intitule « Augmenter la teneur en provitamine A et la bioaccessibilité des feuilles en combinant des voies de biosynthèse et de stockage modifiées avec des traitements à haute luminosité. » Et cela a été publié dans la revue académique Plant Journal. (Source : Isidoro García / CSIC)