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Du
01 Janvier 2018
au
30 Juin 2024

PHENWHEAT

Portique1

Caractérisation de la dynamique de croissance de variétés de froment d’hiver résistantes à différents stress biotiques et abiotiques au moyen d’une plateforme de phénotypage par proxidétection

Contexte

Suite à l'augmentation des contraintes européennes sur l'utilisation de produits de protection des plantes, la disponibilité de variétés résistantes pour les principales espèces cultivées va devenir le premier levier d'action pour réduire l'usage de ces produits. De plus, dans la perspective des dix milliards d'habitants sur Terre en 2050, les variétés à haut rendement sont maintenant la cible principale des sélectionneurs. Dans ce contexte, l'évaluation variétale de cultures à haut rendement et résistantes aux stress dans différents contextes environnementaux devient une activité majeure qui nécessite la caractérisation de phénotypes ciblés. Le phénotypage en champ reste à ce jour généralement basé sur un ensemble d'observations réalisées au sein de parcelles d'essai. Le développement de systèmes de phénotypage automatisés et non-invasifs représenterait une avancée majeure pour l’évaluation variétale dans nos régions.

Objectifs

Dans ce cadre, Gembloux Agro-Bio Tech, Université de Liège, en collaboration avec le Centre Wallon de Recherches Agronomiques et l’Université de Mons a obtenu fin 2017 un financement de la Région wallonne pour développer une plateforme de terrain pour le phénotypage automatisé du couvert végétal de cultures de froment d’hiver en essais de sélection et d'évaluation variétale dans nos régions.

Le programme de recherche vise à concevoir une plateforme de proxidétection pour le phénotypage automatisé du couvert végétal de cultures de froment d’hiver en essais de sélection et d'évaluation variétale en Région wallonne. L'objectif est d’utiliser cette plateforme munie de capteurs dans le visible, le proche infrarouge et la fluorescence (imageurs et non-imageurs) pour caractériser, de manière non-destructive, précise et robuste, les traits agronomiques pertinents avec une très haute résolution spatiale et temporelle. Combiné à des algorithmes d’intelligence artificielle, cet outil permettra de mettre en commun les technologies numériques et les observations de terrain. La mesure de traits morphologiques et physiologiques au tallage, à l'élongation de la tige et à l'épiaison seront mis en relation avec le statut sanitaire général des cultures. Les informations dérivées de cette plateforme serviront en appui à l'oeil du sélectionneur ou de l’évaluateur dans son travail complexe d'observations de terrain pour caractériser le statut des variétés et des cultures. Une meilleure compréhension de la dynamique de croissance permettra de cibler les variétés adaptées en culture conventionnelle et en culture bio, demandant moins d'intrant dans le contexte pédoclimatique wallon (azote, régulateur de croissance, pesticides). La première triennale s'est consacrée à la conception et la calibration de la plateforme en parcelles d'essais. La deuxième triennale portera sur la consolidation et la validation en essais en conditions culturales réelles. Le principal résultat attendu est la mise à disposition d’une plateforme de phénotypage pour le secteur de la production végétale afin de caractériser les variétés dans le contexte de l’agriculture wallonne.

Résultats obtenus

Les données acquises en imagerie hyperspectrale par le CRA-W durant les 3 premières années du projet ont permis de développer trois méthodes de détection de la fusariose sur épis de blé respectivement, une méthode en laboratoire et deux méthodes en conditions extérieures (sur le terrain).

Les résultats obtenus en laboratoire indiquent la possibilité de différencier les épis fusariés des épis sains ainsi que d’évaluer l’intensité d’infection de fusariose au niveau de l’épi. De plus, la méthode développée semble permettre de détecter les épis fusariés même lorsque les symptômes sont difficilement distinguables à l’œil nu (épis matures).

Les résultats obtenus avec les 2 plateformes de mesures en conditions extérieures montrent des performances comparables et indiquent qu’il est possible de détecter les épis sur le terrain ainsi que de distinguer les épis sains des épis fusariés.

Publications

Vincke, D. , Eylenbosch, D. , Jacquemin, G. , Baeten, V. , Mercatoris, B. & Vermeulen, P. (2020). Estimation de l'intensité d'infection de Fusarium graminearum sur épis de blé tendre par imagerie hyperspectrale proche infrarouge (NIR-HSI). Proceedings in: Phloème 2020 biennale de l'innovation céréalière, Cité des Sciences et de l'Industrie à Paris, France, Vincke, D. , Eylenbosch, D. , Jacquemin, G. , Baeten, V. , Mercatoris, B. & Vermeulen, P. (2020). Estimation de l'intensité d'infection de Fusarium graminearum sur épis de blé tendre par imagerie hyperspectrale proche infrarouge. Poster in: Phloème 2020 biennale de l'innovation céréalière, Cité des Sciences et de l'Industrie à Paris, France, 29-30 janvier 2020. Carlier, A. , Dandrifosse, S. , Bebronne, R. , Vincke, D. , Vermeulen, P , Baeten, V. , Dumont, B. & Mercatoris, B. (2020). PhenWheat : A field phenotyping platform for wheat trials. Poster in: 25th National Symposium for Applied Biological Sciences, University of Liège in the campus of Gembloux Agro-Bio Tech, 31 January 2020. Vermeulen, P. & Ben Abdallah, F. (2019). Des outils de phénotypage au service des sélectionneurs et des agriculteurs CRA-W info Été 2019 61, 3. Vincke, D. (2021). Développement d'outils de spectroscopie et d'imagerie pour le phénotypage des cultures. Lecture in: HélioSPIR, 29 juin 2021. Vincke, D. , Eylenbosch, D. , Vermeulen,P. , Mercatoris, B. & Baeten, V. (2021). Développement d'outils de spectroscopie et d'imagerie pour le phénotypage des cultures. Proceedings in: HélioSPIR, June 23-24 2021,

Equipe

Jean-Pierre GOFFART François HENRIET Vincent BAETEN Juan Antonio FERNANDEZ PIERNA Philippe VERMEULEN Guillaume JACQUEMIN Quentin LIMBOURG Benoît SCAUT Nicaise KAYOKA MUKENDI Feriel BEN ABDALLAH Damien VINCKE Charlotte BATAILLE Lisa PLASMAN François STEVENS
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