Agroécologie : le phénotypage à haut débit pour une agriculture productive… et durable

Connaissez-vous le phénotypage à haut débit ? Cette technique d’imagerie, qui bénéficie d’une expertise de renommée internationale à l’INRA de Dijon, permet d’étudier une plante sous toutes ses coutures sans avoir à la détruire. Une technique innovante, à l’origine d’une sélection plus rapide et plus précise de plantes, pour une agriculture productive… et durable. A découvrir avec le regard d’expert de Christophe Salon, Directeur de recherche INRA et Directeur scientifique de la Plateforme de Phénotypage à Haut Débit (PPHD) – accéder à l’intégralité de notre article sur le sujet sur ce lien (article réservé aux adhérents de Vitagora).

La sélection variétale : indispensable… mais chronophage 

Depuis des siècles, l’Homme sélectionne de façon empirique les plantes les plus intéressantes pour son usage (alimentation, textile, etc.) : des plantes poussant plus vite, étant plus résistantes, produisant plus de fruits, etc. En d’autres mots, nous procédons à une sélection de « phénotypes ».

Un phénotype correspond à l’expression des gènes (génotype) en fonction de l’environnement. Ce phénotype peut être structural comme la caractéristique d’avoir des feuilles vertes, larges et bien étendues pour une plante dans de bonnes conditions nutritionnelles et hydriques. Il peut également être fonctionnel, comme avoir la capacité d’absorber l’eau et les minéraux par les racines. Grâce à la sélection variétale, il est possible de viser une caractéristique phénotypique plus qu’une autre. Mais la sélection variétale est complexe, soumise à des variables environnementales et météorologiques, et chronophage… elle peut prendre jusqu’à dix ans !

Augmenter l’efficacité des programmes de sélection variétale est possible en associant les conditions contrôlées (en serre ou en chambre climatique) au phénotypage à haut débit.

Les nombreux avantages agricoles du phénotypage à haut débit

Les avantages du phénotypage à haut débit pour l’agriculture sont nombreux :

• Contrôler les conditions de pousse des plantes. « On peut prendre des mesures toujours à la même température, avec le même degré de luminosité, avec la même quantité de solution nutritive. On peut contrôler l’environnement pour vraiment s’attacher au phénotype et au génotype – pour ensuite réaliser une sélection des espèces », explique Christophe Salon.
• Gagner du temps. L’utilisation du phénotypage à haut débit permet de doubler la vitesse du processus de sélection des plantes. « Notre système nous permet de phénotyper les 1 200 plantes par jour, soit le plus haut débit au monde », déclare Christophe Salon.
• Identifier la plante parfaite ? En identifiant les traits racinaires et aériens des plantes, « on peut sélectionner dans des collections de plantes celles qui seront les plus résistantes à tel stress ou faisant plus de feuilles ou plus de fruits », détaille Christophe Salon.

Une technique douce et durable

En parallèle, l’un des avantages majeur du phénotypage à haut débit réside également dans le fait que cette technique préserve la plante tout en douceur.

Alors qu’il faudrait normalement « détruire » une plante en découpant ses différents compartiments (feuilles, tiges, racines, etc.) pour les peser et les analyser, afin d’en dresser le phénotype, le phénotypage à haut débit passe par de l’imagerie, que ce soit sur l’aspect fonctionnel ou structural. « La PPHD de Dijon réalise un phénotypage structural avec par exemple de l’observation 3D de plantes pour en extraire la forme, la surface foliaire, la biomasse (poids) et la quantité de fruits », explique Christophe Salon. « On peut suivre au cours du temps la progression de la surface verte, de la floraison, de la maturation des fruits et l’évolution de leur poids… et tout ceci, sans détruire la plante. »

Enfin, la sélection variétale, grâce au phénotypage à haut débit, permettra à termes d’identifier trouver les plantes, notamment les légumineuses, qui collaboreront le mieux avec les microorganismes du sol afin de se passer d’intrants. « Cela diminuerait les gaz à effet de serre et une consommation excessive d’énergie », commente Christophe Salon.

Pour aller plus loin

Pour en savoir plus sur la PPHD de Dijon et les compétences de Christophe Salon et de son équipe, ou pour accéder à des exemples d’application de cette technique, consulter notre article expert « Une sélection génétique des plantes rapide & précise : les atouts du phénotypage à haut débit » (article réservé aux adhérents de Vitagora).

Également à noter dans vos agendas : l’événement Meet Up Ag & Food organisé par Vitagora et Agronov se tiendra le 4 juin prochain à Dijon Métropole afin de permettre aux acteurs de l’agriculture et de la transformation agroalimentaire, ainsi qu’aux scientifiques et experts, d’échanger autour de techniques innovantes en agroécologie. Inscriptions prochainement ouvertes.

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