Des cultures et des rendements souterrains optimisés
Des chercheurs de l'université de Nottingham au Royaume-Uni ont conçu une technique innovante pour étudier le monde souterrain des plantes. Présentés dans la revue Plant Physiology, les résultats de cette étude mèneront à l'amélioration des techniques de développement de variétés végétales ainsi qu'à de meilleurs rendements. Cette approche innovante repose sur la même technologie à rayons X utilisée dans la tomodensitométrie (TDM) en hôpital. Elle intègre un nouveau logiciel d'analyse d'images qui peut automatiquement distinguer les racines des plantes des matières se trouvant dans le sol. Les chercheurs du centre CPIB (Centre for Plant Integrative Biology) ont testé cette approche sur les racines du maïs, du blé et des tomates. Ils ont étudié l'architecture (à savoir dans le vocabulaire des experts, la forme et les modèles de ramification) des racines dans le sol à l'aide de la tomographie micro-informatisée par rayons X (micro CT). L'équipe a ensuite saisi les informations dans le nouveau logiciel RooTrack qui leur a permis de faire la différence entre les racines et d'autres éléments du sol. «Cette technique représente un progrès considérable», explique Sacha Mooney, expert en physique des sols à la Faculté des biosciences. «L'application de la microCT à rayons X pour la visualisation des racines était jusqu'à présent limitée car nous ne pouvions simplement pas voir une grande partie de la structure des racines. RooTrak nous a permis de surmonter ce problème et a facilité l'utilisation de la technologie pour l'exploration de questions clés concernant la façon dont nous pouvons manipuler les plantes et les sols pour améliorer la sécurité alimentaire.» Ce logiciel innovant fonctionne en obtenant une pile de «tranches» virtuelles par le sol contenant les racines. Selon les chercheurs, RooTrak considère chaque tranche comme un photogramme. Les racines statiques de la tranche sont traitées comme des objets en mouvement pouvant être contrôlés. Ainsi, le logiciel permet d'établir la différence entre les racines et les éléments hydriques ou organiques dans le sol, retirant tous les obstacles rencontrés dans d'autres techniques. Cette technique récente offre une architecture des racines en trois dimensions (3D) précise et détaillée. «Si l'on considère la micro CT comme une séquence d'images, on pourra résoudre les problèmes causés par les variations dans l'apparence des racines végétales et la similarité de certaines racines dans le sol environnant», explique Tony Pridmore, chef des données au CPIB et expert en logiciel de contrôle et d'analyse. «C'est très important car nous pouvons désormais extraire des descriptions d'architecture des racines rapidement et objectivement.» Le professeur Malcolm Bennet du CPIB, expert en biologie des racines, ajoute: «L'architecture des racines influence énormément l'absorption de nutriments et d'eau. Un obstacle majeur à l'analyse génétique de l'architecture des racines dans les cultures faites dans ces sols est la capacité à obtenir des images des racines en direct. Les progrès récents réalisés en micro CT et sur le logiciel RooTrack à l'université de Nottingham ont rendu cela possible.» L'équipe de Nottingham a reçu une subvention pour chercheurs expérimentés du Conseil européen de la recherche (CER) d'une valeur de 3,5 millions d'euros au titre du septième programme-cadre (7e PC). Ils utiliseront ce logiciel avec une approche d'imagerie avancée basée sur la micro CT pour faire des images des racines du blé et pour choisir de nouvelles variétés présentant une capacité optimale d'absorption d'eau et de nutriments. Le CPIB mènera ce projet, avec le soutien d'experts d'Australie, d'Europe et du Mexique.Pour de plus amples informations, consulter: Centre for Plant Integrative Biology (CPIB): http://www.cpib.ac.uk/ Plant Physiology: http://www.plantphysiol.org/ Conseil européen de la recherche (CER): http://erc.europa.eu/
Pays
Royaume-Uni