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Dernière mise à jour : Mai 2021

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Contexte

Étudier l'association entre les polymorphismes génétiques et les traits phénotypiques est un défi majeur dans les études génomique.

Les objectifs et méthodes de phénotypage sont donc revisités en termes de :

  • Débit. Les nouvelles approches de génétique nécessitent l'analyse phénotypique de centaines de génotypes, c'est à dire de milliers de plantes.

Des progrès sont nécessaires pour acquérir l'information phénotypique à haut débit. Cela implique notamment des progrès en imagerie (différents spectres) et en nouveaux capteurs.

  • Approches et méthodes. Les approches "génome complet" ont pour la plupart été testées sur des phénotypes simples tel que la date de floraison ou des caractères métaboliques, ce qui ne nécessite pas de méthodes sophistiquées de phénotypage. La même approche pour la tolérance à des stress biotiques ou abiotiques nécessite la prise en considération de l'interaction marqueur X environnement, en d'autres termes la valeur génétique d'un marqueur dépend du scénario environnemental dans lequel les plantes se développent.

Cela nécessite, (i) un contrôle fin ou à minima une mesure des conditions environnementales ressenties par les plantes, (ii) in situ une mesure de la réponse des plantes sous des conditions environnementales contrastées, (iii) des indicateurs héritables du métabolisme des plantes et de la croissance en fonction des conditions environnementales. A cause de la large gamme de scénarios environnementaux et de combinaisons alléliques, la modélisation joue un rôle essentiel pour l'analyse des interactions marqueurs X environnement et pour la prédiction des valeurs agronomiques des combinaisons alléliques.

  • Gestion et manipulation des donnéesLes mesures répétées sur des milliers de plantes génèrent d'importants jeux de données.

Cela nécessite (i) la mise en place de bases de données, cohérentes en termes d'ontologies et d'architecture, (ii) le développement de méthodes mathématiques et statistiques pour le nettoyage des données, les analyses des données temporelles et l'association de traits phénotypiques avec les marqueurs génétiques (iii) l'interfaçage avec des bases de données intégrant de l'information génétique, des outils permettant des analyses génétiques de caractères impliquant différentes échelles d'organisation des plantes (organe, plante entière, couvert) et différentes échelles temporelles (de la seconde au mois).

PhenoArch a été pensée pour permettre la conduite d'expérimentation de phénotypage dans des conditions contrôlées avec pour objectif l'identification de traits héritables, avec une valeur physiologique et une utilité dans la modélisation tels que la vitesse maximale de croissance ou la sensibilité de celle-ci aux conditions environnementales, ou des variables calculées comme l'efficience d'utilisation du rayonnement ou de l'eau).