Contexte

La plateforme 4PMI (Plant Phenotyping Platform for Plant and Micro-organism Interactions) offre aux chercheurs de l’UMR Agroécologie et plus largement à la communauté scientifique nationale et internationale, des infrastructures et des équipements (serres, chambres climatiques, dispositifs de phénotypage haut débit) pour la production et la caractérisation du matériel végétal. Au sein de la zone de phénotypage haut débit, il s’agit en particulier de répondre aux besoins d’analyser en détail les phénotypes de dizaines de plantes, de cribler de populations de plantes beaucoup plus importantes (jusqu’à plusieurs milliers) lors d’approches de génétique quantitative et de l’utilisation de transformants pour la validation fonctionnelle de gènes candidats. Cette méta-analyse doit permettre d’identifier les relations entre processus physiologiques (et les gènes associés) et phénotypes. Site WEB de la plateforme

Missions

Les missions globales sont :

- De produire du matériel végétal en conditions contrôlées (serres ou en chambres climatiques)

- D’utiliser et développer des techniques innovantes et automatisées pour la morphométrie haut débit d’un large effectif d’unités biologiques et de leurs interactions…

• sous différentes conditions environnementales…
• à différents niveaux organisationnels (organe /plante/association de plantes)
• pour une large diversité d’unités biologiques (microorganismes, graines, plantules, plantes).

La 4PMI permettra en particulier :

(i) de caractériser la diversité de fonctionnement biologique des espèces impliquées (morphométrie et caractéristiques physiologiques), que ces plantes soient isolées ou bien en interaction/compétition intra ou interspécifiques avec d’autres plantes (vitesse de croissance, réaction à la compétition, durée totale du cycle, sensibilité aux herbicides)

(ii) d’analyser les interactions plantes - microorganismes telluriques pathogènes/mutualistes conditionnées par les partenaires végétaux et microbiens (étude cinétique de développement du pathogène et des réactions de défense des plantes) et par les conditions environnementales (type de sol, teneur en CO₂, température, lumière,…)

Stratégie

La Plateforme 4PMI  fonctionne en partenariat avec les équipes scientifiques  via un comité de pilotage constitué de représentants de l’UMR. Ceci permet d’orienter les choix stratégiques de l’installation expérimentale en partenariat avec les représentants de l’UMR, d’optimiser la procédure de réservation et de mise en place des essais incluant des moments de briefing et debriefing. La protection intégrée est incluse dans ses méthodes de lutte phytosanitaire, elle maintient sa politique d’assurance qualité, assure la traçabilité des interventions, fournit une facturation homogène et équitable

La Plateforme 4PMI affiche un fort positionnement stratégique au niveau Européen : Le phénotypage qui y est effectué concerne la partie aérienne et racinaire d’un large nombre d’espèces végétales. La spécificité de cette plateforme concerne, au niveau européen l’étude des interactions plante / plante et plante/microorganismes dans la rhizosphère.

Pour répondre à ces enjeux, la plateforme dispose :

-       De plusieurs zones de cultures fonctionnelles :

• 28 serres conventionnelles de 19m² à 168m²
• 4 serres entièrement automatisées de 29m² à 105m²
• 2 chambres climatiques de 6m² et 5 germinateur avec étagères
• 1 espace de culture extérieur avec système de palissage fixe

-       De 1200 RhizoTubes®, dispositif de culture innovant et breveté, permettant l’observation aérienne et racinaire à haut débit au sein des serres automatisées

-       D’un ensemble de dispositifs permettant le phénotypage à haut débit d’un grand nombre d’unité au sein de la zone automatisée :

• Une culture de précision sur convoyeurs (Gestion individuelle des pots par RFID, station d’irrigation avec pesée, randomisation)
• 2 cabines  de phénotypage à haut débit : phénotypage Aerien et Racinaire dans la RhizoCabHD
• 1 Caractérisation du climat par couverture de capteurs climatiques (PAR / T° Ventilée / Humidité Relative)
• 1 cabine de phénotypage racinaire Moyen Débit Haute Résolution

-       Des bâtiments et équipements dédiés aux activités amont préparations des expérimentations conventionnelles ou automatisées :

• Salle de préparation des substrats semi-automatisée permettant le meulage du sol, le tamisage à la machine, l'époussetage et le mélange de précision à un niveau d'humidité contrôlé.
• Atelier d'assemblage RhizoTubes®
• Remplissage semi-automatique sur convoyeur
• Préparation de solutions : un laboratoire pour la préparation sur mesure des solutions nutritives, associé à une station de fabrication de solutions nutritives et un chariot de solutions mobile (50m²)
• Rempotage et traitement des plantes : un espace de travail (140 m²) dédié aux travaux sur les plantes et les pots disposant d'une table de rempotage et de chariots

-       Des bâtiments et équipements dédiés aux activités aval de traitement des échantillons issu des expérimentations conventionnelles ou automatisées :

• Salle de lavage des racines avec aide au traitement des effluents solides et liquides
• Dispositifs et zones dédiés pour le lavage, la désinfection, le séchage et le stockage de tous les éléments des RhizoTubes®, des pots et des accessoires à la sortie des essais
• Deux séchoirs pour les échantillons de plantes (7 fours à air)

Résultats marquants

• Participation au projet Investissement d’Avenir PHENOME et poursuite avec PHENOME-EMPHASIS (réseau de plateforme de phénotypage francais) piloté par F Tardieur et J Legouis (2012-2020)
• Workpackage leader du projet Européen FP7 ABSTRESS (2012-2017) (Améliorer la résistance des cultures légumières aux STRESS abotiques et biotiques combinés )
• Participation et Workpackage leader sur projet européen LEGATO (2013-2018) (Légumineuses pour l'agriculture de demain) 
• Participation au projet européen PEAMUST (2012-2019) (Adaptation Multi-Stress et Régulations biologiques pour l’amélioration du rendement et la stabilité du pois protéagineux)
• Participant au projet Européen FP7 EPPN ( 2012 -2016 ) Réseau européen sur la phytogénicité des plantes) et FP7 ARIMNET Medleg
• C Salon coordonne le projet ANR MIRGA (2016-2019) avec les partenaires UMR BP & MP Montpellier et la société privée Biogemma (Clermont Ferrand, France)
• 2 Brevets pour les RhizoTubes® et la RhizoCab®

Personnel permanent

Equipe SERRES (Culture, pilotage et développement PPHD, maintenance)

Alexis BEAUFILS (AT)

Damien GIRONDE (AT)

Christian Jeudi (IE)

Thérèse LUCOTTE (TR)

Julien MARTINET (AI)

Karine PALAVIOUX (TR)

Frédéric SAIGNOLE (TR)

Franck ZENK (TR)

Equipe ATIP (Analyse et Traitement de l’Image issu du Phénotypage)

Mickaël LAMBOEUF (AI)