Le phénotypage, c’est automatique !

Le phénotypage est un enjeu de taille dans la compétition agronomique internationale. Dans une perspective d’agriculture moderne et durable, comprendre les relations entre le génotype et le phénotype selon l’environnement est l’un des chantiers majeurs de la recherche agronomique. Dans ce contexte, l’Inra vient de se doter d’un équipement de rêve : la Plateforme de phénotypage à haut débit (PPHD), inaugurée le 6 juillet dernier à Dijon.
Ce dispositif permet de caractériser de manière automatisée, sans destruction, jusqu’à 2 000 plantes par jour. «  On arrive presque aux vitesses de traitement du génotypage », explique Christophe Salon, le responsable scientifique de la plateforme serre du site.
Les données sont acquises grâce à différentes images :

• dans le visible, elles permettent la morphométrie des individus. Taille des plantes, des feuilles, des bourgeons, nombre de fleurs, de nœuds ou de feuilles, couleurs… tout est enregistré automatiquement.
• dans le proche infrarouge, elles mesurent la teneur en eau des différents compartiments. Il est ainsi possible d’observer finement les réactions des différents génotypes aux stress hydrique ou thermique.
• en fluorescence, elles quantifient les niveaux d’expression d’une protéine d’intérêt couplée à la GFP.

Ce type d’analyse existe sur deux systèmes : l’un pour les grosses unités de culture (les pots), l’autre pour les petites unités (boîtes de Pétri). Les grosses unités peuvent aussi être caractérisées au niveau racinaire grâce à une technologie unique en son genre : le rhizotron. Ce système, très prochainement breveté par l’Inra, permet d’observer in situ les systèmes racinaires ainsi que leurs interactions avec les autres plantes ou microorganismes du sol.
L’ensemble de la structure est automatisé, des convoyeurs apportent les plantes aux cabines de phénotypage, des robots les orientent selon les besoins scientifiques. Dans le cas des petites unités, les caméras vont directement aux chambres climatisées, d’incubation ou aux germinateurs dans lesquelles ont lieu les cultures.
L’autonomie du système est telle que les traitements ou régimes nutritionnels sont aussi réalisés par des robots selon les programmes établis par les chercheurs. « La plateforme est conçue pour que chaque unité de culture soit unique et gérée individuellement », souligne Christophe Salon.
Ce site est certainement unique en France et probablement aussi au niveau international. « Selon le constructeur, c’est la plateforme de phénotypage la plus grande jamais construite, mais aussi la plus modulaire avec ses quatre serres et ses deux chambres climatiques géantes. Nous sommes aussi multi-espèces alors que ce genre d’équipement est généralement spécialisé, pour le genre Arabidopsis par exemple. Nous travaillons sur différentes échelles de culture. Enfin, nous sommes capables de travailler à haut débit dans les compartiments aérien et racinaire. »
Les recherches viennent de débuter dans la structure. C’est notamment le cas de ABSTRESS, projet européen sur le stress abiotique. S’il reste encore des réglages à effectuer, l’ensemble des équipements devrait être fonctionnel d’ici la fin de l’année.
La plateforme est un équipement de l’Inra mais elle a aussi vocation à être ouverte aux partenaires privés, sous réserve de validation par le conseil d’administration du PPHD. Néanmoins, au moins 20 % du temps d’utilisation devraient être réservés à la recherche privée.

Source : Inra

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