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Inra

Un système d’analyse multispectrale pour détecter la fusariose sur grains de blé

Publié le 12/05/2017 - 14:31

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Alors que les attaques de Fusarium sur céréales à paille se sont accrues en 20 ans et que la détection de la présence du champignon et de ses mycotoxines dans les grains est une garantie incontournable de qualité sanitaire des récoltes, l’Inra vient de mettre au point une nouvelle méthode pour détecter la contamination. Cette méthode est basée sur un système d’imagerie couplant une caméra avec des éclairages LED, dispositif simple et adapté à un usage haut-débit en routine.

Les chercheurs ont testé leur dispositif sur des accessions de blé dur et sur quatre lignées de leurs descendances, retenues pour leur différence de résistance à la fusariose. Les génotypes parentaux et leurs descendances ont été cultivés au champ, en lignées répliquées de 1,5 m espacées de 0,2 m. Au stade floraison, les plantes ont été inoculées par pulvérisation de 50 000 spores ml-1 d'un mélange de deux souches de F. culmorum et maintenues en conditions d’humidité (≥ 70 %). À maturité, les grains ont été récoltés et stockés en chambre froide. Pour chaque lignée, dix échantillons de grains ont été prélevés au hasard.

 

Une relation entre la présence de "Fusarium" et la signature spectrale

À partir de la courbe de propagation de la maladie (AUDPC), les chercheurs ont, au préalable, classé les cultivars en deux groupes : « résistants » et « sensibles ». Un système d’imagerie, composé d’une caméra couleur CCD couplée à un éclairage par diodes électroluminescentes de longueurs d’ondes allant de 360 à 950 nm, a été utilisé pour obtenir des images des grains. L’imagerie multispectrale, des côtés ventral et dorsal des grains, montre que les lignées parentales résistantes présentent des grains de forme régulière alors que les lignées sensibles ont des grains aux formes altérées. L’imagerie permet de déterminer le degré de contamination des grains, lié à la couleur des pixels qui varie du bleu au rouge. Les grains contaminés des cultivars sensibles à la fusariose ont une image contenant de nombreux pixels rouges, alors que ceux résistants présentent des images avec plus de pixels bleus.
Pour tester la validité du dispositif d’imagerie, les chercheurs ont parallèlement mis en œuvre une analyse des grains basée sur la biologie moléculaire, (broyage des grains, extraction d’ADN du champignon et amplification par PCR). La chimiométrie appliquée à ces résultats a permis de prouver statistiquement que le traitement par imagerie conduisait à des résultats similaires et cohérents avec ceux obtenus par biologie moléculaire. Les chercheurs concluent donc à la pertinence de l’analyse multispectrale pour détecter la contamination. Par ailleurs, le système, facile d’usage, peu coûteux et rapide, n’exige pas de compétences scientifiques spécifiques.

« Cette relation entre la présence de Fusarium et la signature spectrale mise en évidence par cette recherche, intéresse fortement les acteurs de la filière blé, souligne l’Inra. À présent, pour consolider ces résultats, des données supplémentaires sont nécessaires, comme celles impliquant d’autres espèces de Fusarium et celles s’appuyant sur une plus grande diversité génétique de blé dur et panifiable. »

 

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