Ở nhiều nơi trên thế giới, người ta dùng gạo để đáp ứng nhu cầu calo hàng ngày. Tuy nhiên, gạo lại chứa rất ít các vi chất dinh dưỡng cần thiết như sắt, kẽm và vitamin A. Đây là nguyên nhân nhiều người bị suy dinh dưỡng, đặc biệt là ở châu Á và châu Phi (không đủ sắt dẫn đến thiếu máu, chậm phát triển não và làm tăng tỷ lệ tử vong ở phụ nữ và trẻ sơ sinh. Nếu trẻ thiếu vitamin A, chúng có thể bị mù, hệ thống miễn dịch suy yếu, dễ gặp các bệnh truyền nhiễm như sởi, tiêu chảy hoặc sốt rét).
Năm 2000, Ingo Potrykus và cộng sự ở Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sỹ (Swiss Federal Institute of Technology - ETH) đã phát triển một giống lúa mới, được đặt tên là "Golden Rice". Đây là giống lúa biến đổi gen có thể tạo ra beta-carotene, tiền chất của vitamin A, trong nội hạt của gạo. Giống này đã được cải tiến và đang được sử dụng trong các chương trình gây giống ở một số quốc gia, chủ yếu trong khu vực Đông Nam Á. Để giải quyết các thiếu hụt về vi chất dinh dưỡng khác, các nhà nghiên cứu thuộc Phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học thực vật của Giáo sư Gruissem tại ETH và một số nước khác cũng phát triển các giống gạo có hàm lượng sắt cao hơn. Tuy nhiên, tất cả các giống lúa chuyển gen này đều có điểm chung là chỉ có thể cung cấp một hoạt chất dinh dưỡng ở mức vi lượng, mà chưa kết hợp được nhiều vi chất dinh dưỡng vào trong một cây lúa.
Gần đây, các nhà khoa học của Phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học thực vật tại ETH, do Navreet Bhullar lãnh đạo, đã thành công trong việc tạo ra loại gạo đa dinh dưỡng. Kết quả được công bố trên tạp chí Scientific Reports.
Bhullar và Simrat Pal Singh, một nghiên cứu sinh, đã mất vài năm để thực hiện thành công việc biến đổi gen cây lúa để bổ sung lượng sắt và kẽm đủ lớn, cũng như tạo ra mức beta-carotene đáng kể trong nội hạt của gạo, so với các giống thông thường. Bhullar giải thích: "Kết quả của chúng tôi cho thấy có thể kết hợp nhiều chất dinh dưỡng cần thiết như sắt, kẽm và beta-carotene trong một loại lúa duy nhất, để cung cấp một chế độ dinh dưỡng tốt”.
Đây là thành công trong kỹ thuật đưa chuỗi bốn gen cải thiện vi chất dinh dưỡng để chèn vào bộ gen gạo như một locus di truyền đơn lẻ. Điều này cho phép gia tăng rõ rệt hàm lượng sắt, kẽm và beta-carotene trong các giống lúa. Gạo đa dinh dưỡng có nhiều beta-carotene hơn so với giống lúa japonica ban đầu. Tùy theo các dòng, beta-carotene có thể ít hơn 10 lần so với Golden Rice 2, giống cải tiến từ Golden Rice. "Nhưng nếu thay thế 70% gạo trắng hiện đang sử dụng với loại gạo đa dinh dưỡng, có thể cải thiện đáng kể việc bổ sung vitamin A, đủ lượng sắt và kẽm trong chế độ ăn uống", nhà nghiên cứu nhấn mạnh.
Các dòng lúa đa dinh dưỡng vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm, chúng được trồng trong nhà kính và được phân tích hàm lượng vi chất dinh dưỡng. Bhullar nói: "Chúng tôi sẽ tiếp tục cải tiến”. Việc kiểm tra thử nghiệm cây trồng ngoài đồng ruộng cũng như trong nhà kính, để xác định các đặc điểm vi chất dinh dưỡng và các đặc tính nông học cũng đang được đẩy mạnh.
Tuy chưa xác định chính xác khi nào gạo đa dinh dưỡng sẽ được đưa vào sản xuất trên đồng ruộng, nhưng theo Bhullar, sẽ mất khoảng 5 năm “để có thể sử dụng gạo đa dinh dưỡng”.