Plateforme de phénotypage. © inra

Mieux caractériser les relations plantes-microorganismes du sol : un équipement unique au plan international inauguré à Dijon

La plateforme de phénotypage haut débit hébergée sur le site de l’INRA de Dijon, a été conçue pour améliorer la caractérisation du matériel végétal, avec une spécificité originale concernant les interactions entre les plantes et les microorganismes du sol. Dispositif unique au plan national et se positionnant comme une référence internationale dans ce secteur, elle permettra de faciliter la détection de gènes d’intérêt agronomique, dans l’objectif d’adapter les plantes à de systèmes de culture innovants à bas niveau d’intrants. Son lancement le 6 juillet 2012 vient améliorer le dispositif national pour ce type d’équipements.

Mis à jour le 18/01/2013
Publié le 06/07/2012

La conception de systèmes de culture permettant d’optimiser plusieurs services écosystémiques repose sur une exploitation accrue de la variabilité génétique des espèces cultivées et des interactions biotiques entre organismes. Le défi est de parvenir à des débits dans la production de données issues du phénotypage similaires à ceux qui existent pour le génotypage depuis quelques années. C’est dans ce contexte que la Plateforme de Phénotypage Haut Débit (PPHD) a été conçue pour la production et la caractérisation du matériel végétal avec une spécificité originale concernant ses interactions avec les microorganismes du sol.

La plateforme PPHD permettra de répondre aux besoins d’analyser en détail les phénotypes de quelques dizaines de plantes, mais aussi de faire des criblages de populations de plantes beaucoup plus importantes, jusqu’à plusieurs milliers par jour, afin d’identifier les relations entre processus physiologiques (par exemple germination, croissance foliaire ou racinaire..) et les gènes associés et le phénotype. Il sera possible d’y caractériser une large diversité d’unités biologiques de différentes natures (microorganismes, graines, plantules, plantes), mais aussi de manière unique au niveau international de focaliser sur les interactions des plantes avec les microorganismes du sol (pathogènes ou mutualistes).
Les rhizotrons (dispositif permettant d’observer in situ les systèmes racinaires) de la plateforme et les équipements de mesure associés permettront d’analyser l’architecture racinaire ainsi que les interactions entre plantes et microorganismes du sol, qui constituent un déterminant majeur de l’adaptation des plantes à des systèmes de culture innovants à large spectre de services éco systémiques.

Par  ses infrastructures, les méthodologies qui seront développées, la variété de ses équipements de phénotypage haut débit, et sa spécificité scientifique, la plateforme PPHD, unique au plan national, se positionne comme une référence internationale dans ce champ de recherche-développement.

Au niveau local, des projets avec le pôle de compétitivité VITAGORA et d’autres industriels pourront bénéficier, dès son lancement, de cette plateforme d’analyses phénotypiques. L’adaptation et la sélection de plantes régionales, en prenant en compte l’évolution du climat, seront permises grâce à la plateforme. La mise au point de tests biologiques au niveau du sol pour raisonner les techniques dans un cadre de diminution des intrants sera facilitée grâce aux installations tant en chambre climatique qu’en serres. Il en est de même pour tous les raisonnements de protection intégrée de lutte contre les adventices. La PPHD est déjà impliquée dans des projets d’envergure au niveau national (projets FUI SERAPIS, Investissement d’Avenir Phénome et Peamust) et international. En effet la PPHD et plus particulièrement les possibilités de phénotypage racinaire en développement ont déjà permis de participer à trois projets Européens du 7ème PCRDT (EPPN, ABSTRESS, ARIMNET MedLeg).
Ce projet a bénéficié du soutien financier de fonds Européens, de l’Etat, du Conseil régional de Bourgogne et de l’INRA.
 

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plateforme de phénotypage de Dijon. © inra

Description de la plateforme

La plateforme de phénotypage haut débit en confinement S2 est constituée d’un bâtiment, de serres modulables et de chambres climatisées équipées de convoyeurs, de cabines de phénotypage à haut débit contenant robots et caméras. Deux systèmes de phénotypage basé sur l’analyse d’images acquises par des caméras dans différentes longueurs d’ondes, permettent de caractériser par des moyens non destructifs automatisés et sur une base journalière les unités biologiques, contrastées dans leur taille (de la graine à la plante). Elles sont soit véhiculées automatiquement des serres vers les cabines de phénotypage soit directement phénotypées in situ dans des chambres phytotroniques. Ce dispositif unique permettra l’analyse de la variabilité génétique par grandes séries de génotypes, en fonction de différents scénarios environnementaux modifiant des paramètres comme les teneurs en eau ou les conditions de température.