Le chercheur Edgar Spalding de l'Université du Wisconsin-Madison essaie de comprendre comment faire pousser des cultures parfaitement adaptées pour survivre et prospérer dans toutes les conditions. En utilisant la vidéo accélérée et en étudiant la fonction de chacun des milliers de gènes qui composent l'ADN des plantes, Spalding espère mieux comprendre la croissance des racines et les gènes qui la contrôlent.
Au début, l'arrière-salle du laboratoire du physiologiste des plantes Edgar Spalding à l'Université du Wisconsin-Madison pourrait être confondue avec un vaisseau spatial extraterrestre sorti tout droit d'un film hollywoodien. Il s'agit d'une pièce baignée d'une faible lumière rouge avec des objectifs de caméra pointant vers des entités étranges enfermées dans des boîtes de Pétri.
Une inspection plus approfondie révèle que les boîtes de Pétri ne contiennent rien d'extraterrestre, mais plutôt des semis de maïs très terre-à-terre. Ils sont cultivés en lumière rouge pour une croissance optimale. Ce ne sont que l'une des plantes présentées dans des milliers de films accélérés que Spalding a créés au cours des cinq dernières années. L'objectif :découvrir comment faire pousser des cultures parfaitement adaptées pour survivre et prospérer.
Le botaniste cherche des gènes qui feraient une meilleure racine. Crédit :Fondation nationale des sciences
"Nous ne pouvons pas espérer améliorer une usine si nous ne la comprenons pas bien", déclare Spalding. Avec le soutien de la National Science Foundation (NSF), Spalding explore ce qui fait vibrer les plantes. Il dit que la clé est d'étudier la fonction de chacun des milliers de gènes qui composent l'ADN des plantes. "Une façon de le faire est de collecter des images de ces plantes dont les gènes ont été modifiés d'une manière ou d'une autre. Et en mesurant comment ces plantes poussent et se développent différemment », explique Spalding.
"Nous sommes en mesure de déduire la fonction du gène qui a été manipulé", poursuit-il. Les chercheurs ont créé des milliers de plants de maïs génétiquement différents. Spalding utilise des caméras spécialement conçues pour prendre des photos toutes les 30 secondes environ des racines des plantes au fur et à mesure de leur croissance.
Il utilise également une caméra robotique de six pieds de haut capable de filmer des dizaines de racines à la fois. « Nous avons effectué des centaines de milliers de mesures sur des milliers de plantes différentes. Disons que nous avions une règle, nous serions probablement au numéro deux… peut-être », dit-il en riant. Les films accélérés sont chargés dans un ordinateur et un algorithme mesure les taux de croissance cellulaire dans la racine avec une précision extrême, ainsi que l'angle et la courbure de l'extrémité de la racine.
"En utilisant cette soi-disant vision par ordinateur ou vision artificielle pour suivre la croissance et le développement [des plantes], nous pouvons accéder aux gènes qui contrôlent la croissance des racines et ceux-ci, espérons-le, auront une importance fondamentale pour l'amélioration des cultures. Il jette les bases de découvertes qui aideront à améliorer les plantes à des fins humaines. »
Spalding sème les graines de meilleures récoltes du futur. C'est une idée qui, selon lui, mérite d'être développée.
