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Phenome-french plant phenotyping network

Nantes Omique, Phenochem, Node 9

Unité de recherche impliquée:

UR1268, INRA Biopolymères Interactions Assemblages (BIA), INRA de Nantes

Caractéristiques

Phenochem est une plate-forme dédiée au criblage haut et moyen-débit de collections d’échantillons d’origine végétale par imagerie multispectrale d’une part (phenotypage structural) et analyses biochimiques des biopolymères d’autre part (phenotypage chimique ou chemotypage). Phenochem est notamment spécialisée dans la cartographie des constituants des graines et dans la composition et la structure de biopolymères tels que l'amidon, les protéines et les polysaccharides de paroi cellulaire.

Le phénotypage structural, basé sur l’imagerie multispectrale, est appliquée aux grains : blé, orge, maïs, pois et riz.
Le phenotypage chimique est quant à lui appliqué à diverses substrats d’origine végétale tels que les fruits, les légumes, les légumineuses, les céréales, les algues, les feuilles, les graines, les tiges, ...
Les débits d’analyses attendus sont de 300 génotypes par jour pour le phénotypage structural et de 1000 génotypes par an pour le chemotypage.
Phenochem est également une composante de la plate-forme BIBS de l'INRA de Nantes

Equipement

Les équipements de la plate-forme comprennent :

  • Un système d’imagerie multispectrale (UV, Visible et Infrarouge) MUWI®
  • Un système d’imagerie proche infrarouge (1000 – 2500 nm) (Burgermetrics®, Specim®*)
  • Un robot de phénotypage des grains de blé
  • Deux extracteurs : ASE 350 (Thermo)
  • Un automate SwingXL (Chemspeed)
  • deux systèmes de chromatographie en phase gazeuse dont un couplé à un spectromètre de masse (TRACE GC ULTRA et TRACE GC-ISQ, Thermo)
  • Chromatographie échangeuse d’anions (HPAEC-PAD, Thermo)
  • Chromatographie liquide haute performance couplée à un détecteur à fluorescence et un détecteur évaporatif à diffusion de lumière (ACQUITY UPLC H-Class, Waters)

* Phenochem s’est équipé d’un système d’imagerie PIR Specim pour des applications en champ ou en serre

Services proposés

  • Cartographie multispectrale des tissus végétaux et plus particulièrement des graines
  • Impact de variables biologiques et environnementales sur la structure interne des graines (imbibition, dessiccation, …)
  • Analyses compositionnelle et structurale des biopolymères (nature et quantité)
  • Profilage enzymatique structurale des polysaccharides (pectines, hémicelluloses)

Publications récentes

  • Mikol Segonne, S., Bruneau, M., Celton, JM., Le Gall, S., Francin-Allami, M., Juchaux, M., Laurens, F., Orsel M. and Renou JP. (2014) Multiscale investigation of mealiness in apple: an atypical role for a pectin methylesterase during fruit maturation. BMC Plant Biology 14 :375
  • Winisdorffer, G., Musse, M., Quellec,S., Barbacci, A., Le Gall, S., Mariette,F. and Lahaye, M. (2015) Analysis of the dynamic mechanical properties of apple tissue and relationships with the intracellular water status, gas distribution, histological properties and chemical composition. Postharvest Biology and Technology 104, 1–16
  • Buffetto, F., Cornuault, V., Rydahl, M. G., Ropartz, D., Alvarado, C., Echasserieau, V., Le Gall, S., Bouchet, B., Tranquet, O., Verhertbruggen, Y., Willats, W. G., Knox, J. P., Ralet, M. C. and Guillon, F. (2015) The Deconstruction of Pectic Rhamnogalacturonan I Unmasks the Occurrence of a Novel Arabinogalactan Oligosaccharide Epitope. Plant Cell Physiol., 56 (11), 2181-96
  • Le Gall, S., Even, S. and Lahaye, M. (2016) Fast estimation of dietary fibres content in apple J. Agric. Food Chem., 64 (6), 1401-5
  • Colombié, S.; Beauvoit, B.; Nazaret, C.; Bénard, C.; Vercambre, G.; Le Gall, S.; Biais, B.; Cabasson, C.; Maucourt, M.; Bernillon, S.; Moing, A.; Dieuaide-Noubhani, M.; Mazat, J. P.; Gibon, Y., Respiration climacteric in tomato fruits elucidated by constraint-based modelling. New Phytol 2016.
  • Dheilly, E.; Le Gall, S.; Guillou, M. C.; Renou, J. P.; Bonnin, E.; Orsel, M.; Lahaye, M., Cell wall dynamics during apple development and storage involves hemicellulose modifications and related expressed genes. BMC Plant Biol 2016, 16, 201.
  • Videcoq, P., Barbacci, A., Assor, C., Magnenet, V., Arnould, O., Le Gall, S., Lahaye, M. Examining the contribution of cell wall polysaccharides to the mechanical properties of apple parenchyma tissue using exogenous enzymes, J Exp Bot 2017, erx329
  • Jaillais, B, Roumet, P, Pinson-Gadais, L., Bertrand, D., (2015) Detection of Fusarium head blight contamination in wheat kernels by multivariate imaging Food Control, 54, 250-258.
  • Lancelot, E., Bertrand, D., Hanafi, M. & Jaillais, B., (2017) Near-infrared hyperspectral imaging for following imbibition of single wheat kernel sections. Vibrational Spectroscopy, 92, 46-53.

Applications récentes

  • Jaillais, B., Lancelot, E. & Bertrand, D. (2014) Data analysis from multispectral images: Following up the development of wheat kernel by multispectral imaging. ISTA Hands-on seminar on seed image analysis, 14-17 octobre 2014, GEVES-SNES, Angers, France.
  • Lancelot, E., Jaillais, B., Bertrand, D. & (2015) NIR Hyperspectral imaging of legume seed flours. 17th International Conference on Near Infrared Spectroscopy (ICNIRS), 18-23 octobre 2015, Foz do Iguassu, Brésil.
  • Le Gall, S., Naslain, E., Pouliquen, C., Even, S., Laillet, B. & Lollier, V. (2015) Study of grain legumes nutritional quality: a focus on variability in cell wall polysaccharide, starch & protein contents within pea & faba bean collections. Graines 2015. Clermont-Ferrand (France): 27-29/10/15
  • Jaillais, B., Lancelot, E., & Courcoux, P. (2016) Simultaneous decomposition of multivariate images: Application to near infrared hyperspectral images of wheat. AgroStat, 14th symposium on statistical methods for the food industry, Nestlé Research center, Lausanne, Suisse, 22-24 mars 2016.
  • Jaillais, B., Lancelot, E., & Rutledge, D.N. (2017) Extraction of signal sources from multiple hyperspectral images: application to modifications in wheat seeds following hydration. Chimiométrie 2017, Paris, France, 31 janvier-1 février 2017.

Contact

Phenotypage structural : Benoît JAILLAIS
Phenotypage chimique: Sophie Le-Gall

Nantes 1

Robot de phénotypage de grains de blé

Nantes 2
Nantes 3