Augmentation du rendement des cultures grâce au phénotypage

 

 

La quantité et la qualité des récoltes dépendent d’interactions complexes entre l’expression du génome de la plante et son environnement. Comment l’information génétique contenue dans la graine et les conditions environnementales telles que l’hydrométrie et la température influencent le développement de la plante? Pour y répondre, il est nécessaire d’étudier l’aspect général de la plante au dessus et au-dedans du sol, c’est à dire caractériser son phénotype (surface foliaire, degré de ramification des racines, etc.).

 


Mesure automatisée de la masse des plantes par balance digitale. Chaque plant possède une puce électronique RFID individuelle offrant un suivi de précision.
Crédits : T. Altmann – www.ipk-gatersleben.de

Le réseau allemand de phénotypage végétal (Deutschen Pflanzen Phänotypisierungs Netzwerk, DPPN) a été lancé début 2013 afin de dynamiser les recherches dans ce domaine. L’objectif du DPPN est de :
– développer de nouveaux concepts et technologies,
– uniformiser les standards de mesures,
– renforcer les infrastructures de recherche,
– multiplier les partenariats en Allemagne et à l’international.

Concrètement, le DPPN développe et met en oeuvre des technologies afin de mesurer avec précision les caractéristiques de la plante, ainsi que les paramètres de son milieu de croissance. Les avancées concernent l’informatique, la robotique et l’imagerie. Par exemple, les parties souterraines des plantes peuvent désormais être visualisées grâce à la spectroscopie par résonance magnétique.
 


A gauche, image fluorescente d’un plant de maïs de 58 jours. A droite, le même plant analysé par le logiciel de mesures des paramètres phénotypiques.
Crédits : Christian Klukas – http://www.ipk-gatersleben.de

Le réseau comprend le Centre de recherche de Jülich (FZJ, Rhénanie du Nord-Westphalie), l’Institut Leibniz sur la génétique des plantes et la recherche sur les cultures (IPK, Saxe-Anhalt), et l’Institut de Biochimie sur la pathologie des plantes (BIOP) du Centre Helmholtz de Munich (HMGU, Bavière).
 


Lancement du réseau allemand de phénotypage végétal, avec, de gauche à droite: le Prof. Achim Bachem (FZJ), le Dr. Martin Frauen, le Prof. Jörg Durner (HMGU), Thomas Rachel (BMBF), le Prof. Thomas Altmann, (IPK) et le Prof. Ulrich Schurr (FJZ).
Crédits : Forschungszentrum Jülich

Lors du lancement officiel du DPPN, le Secrétaire d’état du Ministère fédéral de l’éducation et de la recherche (BMBF), Thomas Rachel, a déclaré : « La recherche sur les plantes est d’une grande importance pour les années à venir afin de subvenir aux besoins d’une population mondiale toujours croissante, mais aussi pour développer de nouvelles variétés, ou encore identifier des plantes résistantes aux nouvelles pathologies ». Ce projet durera cinq ans, et un budget de 35 millions d’euros est mis à disposition par le BMBF.

L’exemple d’un des « noeuds » du réseau : le Centre de recherche de Jülich

L’Institut des sciences biologiques, sciences de la Terre et des sciences agronomiques (IBG-2) du FJZ est l’une des principales institutions de phénotypage végétal, et développe ce concept en tant que problématique scientifique à part entière. En parallèle, il coordonne le réseau de phénotypage végétal européen (EPPN), et se situe au coeur de la plate-forme allemande DPPN.

Des partenariats avec l’INRA sont en cours via le réseau européen. De plus, l’institut français s’est doté d’une Plateforme de phénotypage à haut débit (PPHD), un équipement inauguré le 6 juillet 2012 à Dijon. Le lancement d’un réseau spécifique à l’Allemagne devrait encore davantage stimuler les échanges franco-allemands.

 

Pour en savoir plus, contacts :

– Présentation du réseau de phénotypage végétal allemand par le Ministère fédéral de l’enseignement et de la recherche (BMBF) – http://www.bmbf.de/de/21116.php
– Réseau allemand de phénotypage végétal (DPPN: Deutsches Pflanzen Phänotypisierungsnetzwerk) – http://www.dppn.de/dppn/DE/Home/home_node.html
– Réseau européen de phénotypage végétal (EPPN : European Plant Phenotyping Network) – http://www.plant-phenotyping-network.eu/
– Réseau international de phénotypage végétal (IPPN : International Plant Phenotyping Network) – http://www.plantphenomics.com/
– Prof. Ulrich Schurr – Institut des sciences biologiques, des sciences de la Terre et des sciences agricoles (IBG-2), Centre de recherche Jülich – tél. : +492461 61 30 73 – email : u.schurr@fz-juelich.de – http://www.fz-juelich.de/portal/EN/Research/_node.html
– Dr. Thomas Assheuer – Chef de projet au Centre de recherche Jülich – tél. : +492461 61 31 69 – email : t.assheuer@fz-juelich.de
– Annette Stettien – Service de Presse du Centre de recherche Jülich – tél. : +492461 61 23 88 email : a.stettien@fz-juelich.de
– Roland Schnee – Service communication de l’Institut Leibniz sur la génétique des plantes et la recherche sur les cultures – tél. : +49394 82 54 27 – email : schnee@ipk-gatersleben.de – http://www.ipk-gatersleben.de/
– Uta Von Rad – Institut de Biochimie de la pathologie des plantes (BIOP), Centre Helmholtz de Munich – tél. : +4989 31 87 44 16 – email : v.rad@helmholtz-muenchen.de – http://www.helmholtz-muenchen.de/biop
– Service de Presse du BMBF – Hannover Strasse, Berlin – tél. : +493018 57 50 50 – email : presse@bmbf.bund.de

 

Sources :

– « Die Vermessung der Pflanze » – Communiqué de presse du Ministère fédéral de l’enseignement et de la recherche (BMBF) – 23/01/2013 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/mY5IE
– « Knoten des Deutschen Pflanzen Phänotypisierungs-Netzwerks » – Communiqué de Presse du Centre de recherche Jülich – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/OySbJ

 

Rédacteurs :

Clément Guyot, clement.guyot@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr