Phénotypage digital ouvert pour accélérer la création de variétés résistantes aux pucerons

Contexte et enjeux

Bien que la révolution post-génomique ait apporté une suite d’outils exceptionnels pour la description moléculaire des interactions plante – insecte, le phénotypage des ressources génétiques végétales est resté en retrait, en raison de la diversité des traits d’intérêt et des spécificités liées aux insectes. Parmi les principaux insectes ravageurs, les pucerons sont les plus préoccupants, du fait de leur capacité à transmettre de nombreuses maladies virales.

Le processus de phénotypage de la résistance des plantes aux pucerons est lent, demande beaucoup de main-d'œuvre et nécessite de nombreuses mesures pour obtenir des estimations précises.

Le consortium GRATITUDE propose de lever ce verrou en développant des outils de prise de vue innovants associés à un pipeline d’analyse utilisant la vision numérique. Ce système permettra de :

1. dénombrer les pucerons selon leur stade de développement
2. de caractériser leurs comportements (dispersion, préférence, alimentation…) sur la plante.

Le projet propose un système « Open By Design » pour établir un standard ouvert et évolutif : ainsi, le matériel, les données collectées et le pipeline d’analyse seront accessibles et modulables, contrairement à la plupart des outils commerciaux de phénotypage digital qui sont fermés ou soumis à un « vendor lock-in ».

Objectifs

Le parcours GRATITUDE se déroulera en plusieurs étapes :

• Une retraite scientifique permettra d’établir un état de l’art sur l’apprentissage profond et les réseaux de neurones appliqués aux interactions plantes-insectes, et également d’identifier les modèles et approches les plus prometteurs ; 
• Deux stages de M2 co-encadrés entre les partenaires du projet permettront ensuite de tester les méthodes et le matériel biologique. Ces stages seront ponctués d’ateliers de formation aux méthodes implémentées, de coordination de la collecte des données et d’analyse de données générées.
• Ce travail s’achèvera par une retraite d’écriture pour valoriser les résultats dans une publication scientifique commune. Les résultats seront partagés avec la communauté INRAE, notamment au sein des réseaux BAPOA et ModStatSAP.

Grâce à une cartographie des déterminants génétiques de résistance des plantes aux pucerons (et autres ravageurs), ce projet permettra d’amorcer le développement d'outils de phénotypage digital à haut débit, précis et prédictifs, et à terme d’améliorer la résistance des plantes hôtes en optimisant la sélection génétique.

Contact - Coordination :

Acteurs du projet

Unités INRAE impliquées

Partenaires non INRAE