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Phenome-french plant phenotyping network

Dijon conditions contrôlées (4PMI)

Unité de recherche impliquée

UMR 1347 Agroécologie, BP86510, 17 rue Sully, 21035 Dijon Cedex

Caractéristiques

La Plateforme de Phénotypage Haut Débit comporte des infrastructures et des équipements pour la production et la caractérisation phénotypique automatisée du matériel végétal. Au sein de cette plateforme, il est possible de conduire des approches de génétique quantitative et d’association sur de larges de l’utilisation de transformants pour la validation fonctionnelle de gènes candidats. Le phénotypage qui y est effectué concerne la partie aérienne d’un large nombre d’espèces végétales. La spécificité de cette plateforme concerne l’étude des interactions plante / plante et plante/microorganismes dans la rhizosphère, grâce à des dispositifs innovants de visualisation du système racinaire des plantes in situ (RhizoTubes[1]). Ces RhizoTubes permettent de visualiser in situ le système racinaire ainsi que les interactions entre plantes et micro-organismes telluriques (donnant lieu par exemple dans le cas des légumineuses à la mise en place de nodosités sur le système racinaire).

Au sein de cette plateforme sont réalisés deux types de phénotypage, le premier pour des organes de toute nature ou des plantes de petite taille et le second, pour des plantes des agrosystèmes. IL s’agit de plantes cultivées (légumineuses, céréales, oléagineuses, tabac, vigne, ..) mais aussi d’adventices. Ces plantes pouvant être caractérisées en mono spécifique, en association ou compétition.

[1] Jeudy C., Adrian M., Baussard C., Bernard C., Bernaud E., Bourion V., Busset H., Cabrera Bosquet L., Cointault F., Han S., Lamboeuf M., Moreau D., Pivato B., Prudent M., Trouvelot S., Truong Cellier H.N., Vernoud V., Voisin A.-S., Wipf D., Salon C. 2016. RhizoTubes as a new tool for high throughput imaging of plant root development and architecture: test, comparison with pot grown plants and validation. Plant Methods, 12. DOI : 10.1186/s13007-016-0131-9

 Equipement

La 4PMI est constituée d’un complexe qui comprend 700 m² de bâtiment, 250m² de serres (4 unités) et 1 chambre climatique de 40m2 dévolues au phénotypage automatisé de grandes plantes. Ces installations sont équipées de convoyeurs “plant to sensor” qui véhiculent les plantes vers des cabines de phénotypage équipées de caméras permettant des prises d’images sommitales ou latérales (pour la reconstruction 3D) dans des longueurs d’ondes variées (visible, proche infra rouge) ; une cabine (RhizoCab HT) est dévolue à la prise d’image des rhizotrons ; la dernière cabine permet d’accueillir des dispositifs (capteurs, robots..) en pré-développement. Une autre cabine (RhizoCab HR) vers laquelle les RhizoTubes sont véhiculés manuellement permet d’obtenir des images des systèmes racinaires à très haute résolution (7 microns).

La 4PMI comprend aussi plusieurs enceintes climatiques et des enceintes de germination pour caractériser au sein d’une cabine « sensor to plant » des organes de toute nature ou des plantes de petite taille.

S’ajoutent 110m2 de serres destinées à la production de plantes pré ou post phénotypage, des locaux techniques attenants: deux laboratoires, une salle de lavage des plantes, salle de séchage, salle de fertirrigation, bureau de télégestion, salle d’empotage.

Services proposés

Les services sont :
• de produire du matériel végétal en conditions contrôlées (serres ou en chambres climatiques),
• d’utiliser et de développer des techniques innovantes et automatisées pour la morphométrie haut débit d’un large effectif d’unités biologiques et de leurs interactions, sous différentes conditions environnementales et à différents niveaux organisationnels (organe /plante/association de plantes),
• pour une large diversité d’unités biologiques (microorganismes, graines, plantules, plantes).

La plateforme permet en particulier :
- de caractériser la diversité de fonctionnement biologique des plantes, qu’elles soient isolées ou bien en interaction/compétition intra ou interspécifiques avec d’autres plantes (vitesse de croissance, réaction à la compétition, durée totale du cycle, sensibilité aux herbicides),
- d’analyser les interactions plantes - microorganismes telluriques pathogènes/mutualistes conditionnées par les partenaires végétaux et microbiens (étude cinétique de développement du pathogène et des réactions de défense des plantes) et par les conditions environnementales (type de sol, teneur en CO2, température, lumière,…).

In fine, de permettre la sélection de variétés plus tolérantes aux différents stress, optimisant leurs interactions biotiques avec des plantes et/ou des micro organismes bénéfiques, pour une agriculture compétitive et plus respectueuse de l’environnement.

Brevets et marque

  • Salon C, Jeudy C, Bernard C, Mougel C, Coffin A, Bourion V, Moreau D, Palavioux K, Baussart B. 2012. Brevet « Rhizotron et utilisations de celui-ci ». Demande de brevet déposée en France le 26 juin 2012 sous le n°12 56069 aux noms de: INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE (INRA) et INOVIAFLOW dépôt national et européen
  • Salon C, Jeudy C, Martinet J, Lamboeuf M, Chazalet F, Baussart C. Brevet « Phenotyping apparatus”; REF BR75722).
  • Marque RHIZO, deposée auprès de l’EURO le 4 janvier 2017 sous le numéro: 016221913.
Liste des distributeurs

Contact : Christophe SALON

 

Dijon conditions contrôlées

Plateforme de Phénotypage à Haut Débit (4PMI)

Dijon controle 2017 2