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Laboratoire Angevin de Recherche en Ingénierie des Systèmes


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    Projet de Recherche FUS'EYE

    Nouvel outil de phénotypage spectral au champ pour quantifier la fusariose de l'épi sur céréales

     

    Équipe :  Information, Signal, Image et Sciences du Vivant

    Labellisation :

    Durée :  3 ans (2018 - 2021)

    Financement : CASDAR

    Personnels impliqués du LARIS : David Rousseau

    Partenaires du projet : 15 partenaires

    Lienhttps://www.fsov.org/nouvel-outil-de-phenotypage-spectral-au-champ-pour-quantifier-la-fusariose-de-l-epi-sur-cereales

    Résumé du programme

    La fusariose de l’épi (FHB), causée principalement par Fusarium graminearum, est une maladie qui affecte de nombreuses céréales à paille en Europe, entrainant une réduction du rendement et la contamination des grains en fusariotoxines. Pour lutter contre le FHB, il est indispensable de développer des variétés résistantes. Or, la subjectivité des notations et/ou la présence d’autres pathogènes (Rouille, Microdochium…) rendent non robustes les méthodes de phénotypage actuelles (observations visuelles, imagerie dans le visible). L’objet de cette étude est d’utiliser l’analyse spectrale pour défi nir un nouvel outil de phénotypage au champ pour évaluer la résistance variétale au FHB de trois espèces : blé tendre, blé dur et triticale. L’outil développé sera basé sur une méthode non destructive permettant d’objectiver les notations sur épis et de distinguer le FHB des autres pathogènes (Rouilles, Microdochium…). Il devra être facile à manipuler, à l’aide d’un vecteur piéton afi n de cribler un grand nombre de génotypes. Deux types de capteurs seront testés : une caméra multispectrale, intégrant les longueurs d’ondes de la fusariose identifi ées sur blé tendre lors de travaux antérieurs, et une caméra hyperspectrale couplée à un traitement des données par deep learning. Le premier volet de cette étude, en années 0 (pré- action), 1 et 2, sera dédié à la conception d’un prototype pour la mesure de la fusariose sur épi en plein champ. Un cahier des charges concernant les besoins en termes de contraintes techniques et agronomiques du prototype sera défi ni. Puis, des études seront menées en parallèle en laboratoire et en plein champ sur un panel de 30 génotypes dans 4 sites infectés par F. graminearum, avec présence ou non de Microdochium. La partie laboratoire permettra d’étudier la potentialité des deux capteurs à révéler uniquement les symptômes de FHB sur épis. Les conditions d’acquisition des données dans des scènes de plein champ permettront de fi naliser le cahier des charges du prototype. Au cours de cette étape les algorithmes d’analyses d’images multispectrales et hyperspectrales seront développés : segmentation des images, quantifi cation de l’impact de la fusariose. Les étalonnages s’appuieront sur différentes méthodes de référence : notations visuelles sur épis et sur images, qPCR, analyses microbiologiques. Le deuxième volet de cette étude (année 3), consistera à valider le prototype sélectionné dans un réseau élargi sur un panel diversifi é (une dizaine de sites, 100 variétés). L’ensemble des partenaires sera formé à l’utilisation de cet outil. Ce test à grande échelle permettra de vérifi er la robustesse des algorithmes retenus par rapport à la variabilité environnementale et génétique. Fus’eye fournira à l’ensemble de la fi lière céréalière un nouvel outil de phénotypage transportable et piéton de FHB au champ. Cet outil sera simple d’utilisation avec un accès rapide aux données.

    Perspectives de résultats ou de valorisation

    - Mise à disposition d’un nouvel outil de phénotypage, avec un kit piéton maniable, pour évaluer le comportement de la résistance variétale à la fusariose de façon précise et spécifi que.

    - Cet outil aidera les sélectionneurs à screener, rapidement et de façon fi able, un grand nombre de génotypes pour leur comportement vis-à-vis de la fusariose.

    - Il pourra être utilisé dans les essais fusariose du CTPS pour l’inscription des variétés au Catalogue français.

    - Il sera mis à disposition pour la post inscription et pour tous les autres partenaires de la fi lière céréales, intéressés par des expérimentations variétales au champ.

    - Possibilité de transposer la méthodologie à d’autres couples hôtes/pathogènes.

    - Valorisation par des communications ou posters à des congrès européens (EFS : European Fusarium Seminar, Eucarpia) et nationaux (CIMA, réseau Fusatox...), aux expérimentateurs CTPS.

    Partenaires