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Vers une sélection variétale moins coûteuse et efficace

Publié le 29/04/2019 - 15:52

Phénomobile est robot de phénotypage à haut débit équipé de capteurs (caméra, Lidar,spectrophotomètre) qui mesure la structure tridimensionnelle et la quantité de chlorophylle de la culture et qui peut servir pour la sélection phénomique.

Après la génomique, voici la phénomique. Ce sont des techniques de sélection qui utilisent le haut débit. L’avantage de la phénomique est de pourvoir recueillir les informations génétiques au champ et son coût est faible. Le blé est l’une des première espèces que l’Inra a testées.

Ces dernières années, les méthodes de sélection variétale ont beaucoup évolué. Pour diverses espèces, les chercheurs font appel désormais à la sélection génomique, une technique basée sur la prédiction. Elle est calibrée sur un ensemble d'individus (dit population d'apprentissage ou de calibration) en utilisant leurs évaluations, en général des phénotypes (caractéristique physique, chimique…), et leurs génotypes (génome). Elle est ensuite appliquée à des candidats à la sélection dont on connaît le génotype pour les mêmes marqueurs et qui n'ont généralement pas été évalués. En sélection génomique, tous les marqueurs sont utilisés, ce qui diffère des méthodes précédentes de sélection assistée par marqueurs dans lesquelles seuls les marqueurs associés ayant un effet significatif sont utilisés. Enfin, la sélection génomique utilise des méthodes statistiques capables de valoriser l'information de tous les marqueurs simultanément. À présent, arrive une "nouvelle génération" de méthode de sélection appelée sélection phénomique.

"Moins coûteuse et aussi efficace, la sélection phénomique, basée sur la spectroscopie proche infrarouge, pourrait offrir une alternative de sélection à bas coût pour de nombreuses espèces", annonce un article de l’Inra paru le 18 avril.

Basée sur des prédictions indirectes, la sélection phénomique a pour principe de capturer de l’information génétique par une approche à haut débit comme pour la génomique avec le génotypage. Cette approche permet d’estimer les similarités entre les individus et de prédire le profil génétique de nouvelles variétés. La technique s’appuie sur la mesure de la réflectance (proportion de lumière réfléchie par surface de matériau) à différentes longueurs d’onde sur le tissu étudié (composition en métabolites, protéines…). Des études ont été réalisées sur blé et peuplier. La formule de prédiction pour le blé a été étalonnée sur un panel de 228 variétés élites européennes, la plupart ayant été commercialisées depuis 2000.

"Pour ces deux espèces, rapporte l’article, la sélection phénomique a démontré de bonnes capacités prédictives même lorsque l’environnement de mesure différait radicalement de celui dans lequel étaient collectées les données de spectroscopie."

Par son approche non destructive, sans extraction d’ADN, la sélection phénomique est applicable sur n’importe quelle espèce végétale ou animale. Des données sont ainsi captées sur des tissus directement sur le terrain, grâce à des dispositifs portables ou des vecteurs autonomes à haut débit, comme les phénomobiles générant des images hyper-spectrales. On peut aussi obtenir les spectres directement sur des semences ce qui permet de faire des prédictions et de sélectionner les meilleurs candidats avant la mise en essai.

Si les coûts de sélection génomique se situent pour le blé autour de 35 euros par individu, ceux de sélection phénomique avoisineraient plutôt 3 euros par analyse.

"Cette méthode pourrait aussi servir d’alternative à la sélection génomique pour de nombreuses espèces orphelines, confrontées à l’indisponibilité d’outils de génotypage à coût raisonnable", spécifie l’article.

 

 

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