PhénoField : à la recherche de variétés tolérantes à la sécheresse

PhénoField est l’une des neuf plateformes du projet Phénome. Ce réseau d'infrastructures est dédié au phénotypage à haut débit, une technique qui consiste à observer et mesurer les caractères agronomiques des plantes en continu.

Un contrôle total de la fréquence de l’intensité de la sécheresse

Implanté dans la Beauce et piloté par ARVALIS – Institut du végétal, PhénoField est destiné à étudier la tolérance à la sécheresse des grandes cultures (maïs, blé,colza…), dans des conditions de plein champ, donc proches de celles rencontrées chez les agriculteurs.

Pour cela, la plateforme est équipée de « toits roulants » qui permettent de simuler un stress hydrique quelles que soient les conditions de l’année. Ils se déplacent sur la zone d’expérimentation de manière automatique grâce à un capteur de pluie. Dans la même idée, le site est équipé de chariots d’irrigation qui permettent d’apporter des quantités d’eau à des moments voulus.

Le site peut accueillir plus de 300 variétés étudiées en même temps, ce qui permet de faire des études de diversité génétique et de détecter les variétés qui sont plus ou moins adaptées à une tolérance au stress hydrique.

Grâce à ses serres mobiles, PhénoField permet de recréer 17 climats différents. Pour surveiller ces deux hectares de cultures expérimentales ARVALIS combine plusieurs disciplines : agronomie, physiologie végétale, robotique, mesures physiques, bio-informatique et bio-statistique, modélisation. Cet assemblage de technologies permet d’augmenter l’acquisition de références, de gagner du temps et de la précision avec des mesures non destructives.

Des capteurs évaluent l’architecture et la composition du couvert

Le projet phénome vise à développer de plus en plus de techniques, de méthodologies pour pouvoir faire un suivi sur les plantes de manière cinétique, donc non destructive, et un peu plus automatisée.

Pour cela, trois grands types de capteurs « scannent » la végétation :
- des appareils photos ou des caméras permettent de suivre la surface foliaire verte ;
- des lasers, qui mesurent plusieurs points sur les plantes, renseignent sur leur hauteur, donc leur croissance ;
- des spectroradiomètres, qui donnent plutôt un indice de couleur du couvert, permettent de déduire un taux de chlorophylle ou une teneur en azote dans la plante.

Au-delà de la plante, d’autres capteurs positionnés sur le site se focalisent sur l’environnement :
- une station météo permet de contrôler les déplacements des serres mobiles dès qu’il pleut ;
- une autre station météo mesure les paramètres climatiques sur la parcelle d’essais ;
- plusieurs autres stations sont implantées au sein même des microparcelles et mesurent la température du couvert, la température du sol, et la dynamique de l’eau dans le sol.

Pour identifier rapidement des gênes d’intérêt

Le phénotypage combiné au génotypage apporte ensuite les informations qui intéressent les sélectionneurs. Au laboratoire les outils moléculaires sont utilisés pour connaître les gènes des plantes qui ont été observées. En observant beaucoup d’individus, il est possible d’associer leurs caractères à des gènes. Une fois le rôle des gènes déterminés, le génotypage à haut débit permet de repérer la présence ou non des gènes intéressants et ainsi de trier parmi des millions d’individus.