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Réaliser le phénotypage des plantes par signature vibratoire
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Une équipe de recherche menée par Emmanuel de Langre, professeur au Laboratoire d’hydrodynamique de l’École polytechnique (CNRS/École polytechnique), en collaboration avec le Laboratoire de physique et de physiologie intégratives de l’arbre en milieu fluctuant (Université Clermont-Auvergne /INRA) et l’Institut de biologie intégrative de la cellule (Université Paris-Sud/CNRS/CEA), vient de développer un dispositif de phénotypage des plantes sans contact et par signature vibratoire. Un brevet, en copropriété École polytechnique/CNRS/Inra, a été déposé dans le cadre du programme de prématuration Vibrophene en vue d’une future utilisation industrielle.
Le phénotypage non destructif d’une plante consiste à identifier une caractéristique physique de lots de plantes et de la suivre au cours de leur croissance. Cela permet par exemple de révéler les différences entre différents traitements expérimentaux ou entre différents génotypes.
Il existe ainsi des plates-formes de phénotypage haut-débit (high throughput phenotyping) qui se développent dans le monde entier, capables de traiter des centaines de plantes chaque jour et pour lesquelles des entreprises spécialisées développent des systèmes de mesure non destructifs.
Le vent déforme et fait bouger les plantes, de l'arbre entier à la feuille individuelle. Ces mouvements sont importants pour la plante, pour son fonctionnement, sa croissance et parfois sa survie. Ainsi, la connaissance des fréquences vibratoires permet de construire une signature mécanique de la plante analysée, particulièrement utile pour connaitre, par exemple, le risque de casse au vent ou de déformation en période sèche.
La méthode de phénotypage sans contact par signature vibratoire, développée conjointement par l’École polytechnique, le CNRS et l’INRA, permet de caractériser, de manière précoce et discriminante, des phénotypes inconnus jusqu’alors. Déjà largement automatisée, elle peut être optimisée pour le phénotypage haut-débit de plantes.
Cette nouvelle technique est de plus complémentaire des méthodes classiques de caractérisation des dimensions des plantes ou des spectroscopie et fluorométrie optiques déjà mises en œuvre dans le domaine du phénotypage haut-débit. En révélant de nouveaux phénotypes inconnus, elle permet de mesurer des caractères qui sont importants pour éviter la perte des plantes face au vent, une source majeure de pertes de rendement.
Deux prototypes de machines automatiques ont été construits et sont actuellement en phase de test intensif par les équipes du CNRS à Gif-sur-Yvette et de l'INRA à Clermont-Ferrand. Ces nouvelles machines permettent d’industrialiser le résultat du phénotypage, le phénotype de la plante étant rendu disponible en moins d’une minute contre 2 à 3 heures auparavant.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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