PHENOTIC

Outils de phénotypage pour le végétal principalement dédiés aux semences, plantules et plantes entières en conditions contrôlées.

Site de la plateforme

PHENOTIC

Outils de phénotypage pour le végétal principalement dédiés aux semences, plantules et plantes entières en conditions contrôlées.

Site de la plateforme

PHENOTIC

La plateforme d'instrumentation et d'imagerie PHENOTIC rassemble des outils de phénotypage essentiellement basés sur l’acquisition et le traitement d’images en imagerie conventionnelle et non conventionnelle, en haut débit et avec haute précision des mesures. Elle intègre les compétences et les expertises d’équipes de recherche en sciences et technologie de l’information et de la communication (STIC) et sciences du végétal.

L’automatisation est l’un des axes de développement de la plateforme dédié en particulier à ses partenaires industriels (projet CPER 2016-2021). Les travaux menés par PHENOTIC font l'objet d'une reconnaissance au travers de labellisations au niveau local (Végépolys), régional (Biogenouest) et national (IBiSA). À l'échelle nationale, la plateforme est impliquée dans le réseau EMPHASIS France. À l'échelle européenne, PHENOTIC est intégrée au réseau EPPN 2020, avec des accès transnationaux possibles pour 2021.

PHENOTIC est adossée à l'équipe de recherche Imagerie pour l’horticulture et le phénotypage (ImHorPhen), qui assure une mission de recherche et développement au bénéfice de la plateforme, notamment via la conception de prototypes et de pipelines d'analyse pour le traitement des données de phénotypage.

Expertises et services

Production de semences, plantules et plantes entières,
Suivi de croissance et phénotypage végétal à moyen et haut débit,
Caractérisation d’espèces, de diversités génétiques et sélection variétale,
Phénotypage automatisé de plantes entières (RGB, fluorescence, pesée, profondeur, 3D, architecture) en conditions contrôlées (température, hygrométrie, luminosité spectre et intensité),
Mesure des paramètres d’efficacité de systèmes chlorophylles par imagerie de fluorescence,
Analyse phénotypique des interactions hôtes-pathogènes,
Comparaison de la virulence et de l’agressivité d’agents pathogènes par imagerie thermique ou hyperspectrale,
Évaluation des paramètres architecturaux de plantes entières,
Caractérisation de la qualité de semences et de productions horticoles,
Analyse du déterminisme génétique (QTL),
Radiographie de la structure interne de semences,
Caractérisation morphométrique, 3D et multispectrale de semences,
Evaluation de la maturité et de la vigueur de lots de semences,
Caractérisation de l’imbibition, de la germination et du début d’allongement de plantules,
Évaluation de la force d’émergence et caractérisation de la croissance de plantules.

Moyens et équipements

Complexes de serres S0 et S2,
Système de radiographie Faxitron,
Tomographe à rayons X,
Analyseur de semences Seed Analyzer,
Banc de semence sèche IXeed,
5 bancs de germination Multicam,
Banc de germination Arabanc,
Banc automatisé Eloncam,
Capteur de force et vidéomètre,
Imageur de thermographie infrarouge,
3 imageurs de fluorescence chlorophyllienne,
Imageur hyperspectral,
Système d’acquisition plante entière avec plateau tournant,
Equipements pour l'imagerie de forme : caméras Tof, bras robotisé 6 axes Staubli, rideau de lumière et plateau tournant,
Installations robotisées de phénotypage à haut débit Phenobean 1 et 2,
Grilles de capteurs en réseau Phenogrid avec 300 caméras.

<hr>Observation de semences de betterave par tomographie aux rayons X en 3D et segmentation de leurs composants (embryon E, périsperme P, tégument T).

<hr>Banc de germination Multicam (à gauche) avec semences de betterave (en haut à droite) sur buvard. Cinétique de germination de 136 génotypes de betterave (en bas à droite, projet ANR AKER).

<hr>Système Eloncam (à gauche) utilisé pour le suivi de la croissance de plantules de betterave (à droite). Taux d’élongation en mm/jour mesuré à 10°C sur 20 plantules (en bas).

<hr>Enceinte robotisée de phénotypage Phenobean avec arrosage, pesée et identification des plantes (à gauche). Imagerie pour le suivi de la croissance des plantes et le développement de pathogènes (à droite).

<hr>Système d’imagerie de forme pour plante entière, reconstruction 3D pour la caractérisation de l’architecture de la plante et segmentation de ses composants.

<hr>Grille de caméras Phenogrid pour le suivi de la croissance de plantes.

<hr>Foliole de haricot observé par imagerie de fluorescence de chlorophylle (CFI) pour la quantification des symptômes (tâches circulaires) de maladies.

Comment soumettre un projet ?

Pour soumettre un projet à PHENOTIC, prenez contact avec les responsables de la plateforme par téléphone ou par mail à l’adresse tristan.boureau@univ-angers.fr. Un premier échange oral ou écrit permettra de cerner vos besoins et la problématique biologique posée par votre projet.

En concertation avec la plateforme, vous formulerez ensuite votre demande en remplissant une fiche d'accueil explicitant le cadre scientifique et administratif du projet, le protocole expérimental ainsi que les objectifs attendus de l’analyse. Cette fiche précisera, sous engagement du demandeur, les modalités d’utilisation des équipements de la plateforme lors de toute publication relative aux résultats obtenus.

Le projet sera alors soumis à l’approbation du comité utilisateur de la plateforme, qui statuera également sur le mode d'interaction (collaboration ou prestation). Après acceptation du projet, une dernière étape consistera à renseigner un document visant à calibrer le volume d'échantillons représenté, déterminer la durée de l'expérimentation et la disponibilité des outils de la plateforme.

Exemple d'utilisation

Phénotypage de la betterave sucrière

Le projet ANR AKER utilise des outils de phénotypage à haut débit pour évaluer la qualité physique et germinative de semences de betteraves. Il porte sur l’analyse de 3 000 génotypes. La mesure des traits phénotypiques permet de déterminer s’il existe de la variabilité génétique au stade germination de la graine et au début de la croissance des plantules, dans des conditions favorables ou au contraire en conditions de stress, par exemple le froid. Les mesures réalisées à un stade précoce doivent permettre d’alimenter des algorithmes de prédiction pour un ensemble de caractéristiques liées à des plantes adultes.

Plusieurs techniques et équipements ont été utilisés pour le phénotypage des semences et plantules sur la plateforme PHENOTIC : la radiographie aux rayons X pour observer les composants internes de la semence, les bancs automatisés de germination Multicam à haut débit pour étudier la cinétique de germination à différentes températures (5 à 20°C) et le banc Eloncam pour mesurer l’élongation des plantules et de leurs organes d’intérêt (radicule, hypocotyle et cotylédons).

Pour en savoir plus : Ducournau S. et al. (2020). High throughput phenotyping dataset related to seed and seedling traits of sugar beet genotypes. Data in Brief, 20:105201.