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Génétique Quantitative et Évolution - Le Moulon

Publication de l'application SHiNeMaS dans Plant Methods

Fruit d'une collaboration entre chercheurs, bioinformaticiens et associations d'agriculteurs, le logiciel SHiNeMaS gère les données de la diversité cultivée à la ferme dans une base de données via une interface web. Parvenu à maturité, SHiNeMaS est distribué sous licence libre et son fonctionnement est décrit dans un article en open access publié dans Plant Methods.

En 2005, Isabelle Goldringer (équipe DEAP, DR à INRAE) et le Réseau Semences Paysannes (RSP) ont démarré un programme de sélection participative sur le blé tendre. L’objectif de ce projet est d’étudier la gestion de la diversité cultivée à la ferme, développer de nouvelles variétés population adaptées à l’Agriculture Biologique et co-développer des outils et méthodes adaptés à l’expérimentation à la ferme. Dans ce projet, les chercheurs impliqués et les associations d’agriculteurs du RSP modélisent l’histoire et le cycle de vie des populations sous forme de réseaux de semences. Toute cette information nécessitait d’être gérée dans un système d’informations.

À partir de 2011 l’équipe ABI a initié le développement d’une base de données et de son interface web, SHiNeMaS (Seeds History and Network Managment System). Cet outil a été développé en étroite collaboration avec les étudiants en thèse impliqués dans les programmes de sélection participative (Mathieu Thomas, aujourd’hui chercheur au CIRAD et Pierre Rivière, RSP jusqu’en 2019). Plusieurs développeurs ont été impliqués dans l’évolution de l’outil : Yannick De Oliveira (coordinateur), Darkawi Madi, Laura Burlot, Marie Lefebvre, Alice Beaugrand, Aichatou Aboubacar, Mélanie Polart-Donat, et Eva Dechaux.

Arrivé à maturité, SHiNeMaS fait aujourd’hui l’objet d’une publication dans le journal Plant Methods. Le logiciel est distribué librement sous licence Affero GPL et est disponible en téléchargement sur la plateforme du ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche .

L’article détaille le schéma relationnel de la base de données ainsi que les éléments techniques nécessaires au fonctionnement de l’outil. Les différentes fonctionnalités de SHiNeMaS sont décrites : insertion des données ; modification/suppression d’information ; recherche dans la base de données etc. Plus précisément, SHiNeMaS est un outil flexible et a été conçu pour prendre en compte les spécificités de différentes espèces cultivées telles que les céréales mais peut aussi s’adapter à d’autres espèces.

Schéma illustrant le réseau de lots de semences

Figure 1 : Réseau de lots de semences

Le schéma est centré sur le lot de semences. Les informations sont stockées sous forme de relation/d’événement entre des lots de semences. Plusieurs types de relations entre lot de semences sont gérés : multiplications, croisements, sélections intra-variétale, mélanges et diffusions (Figure 1).

Schéma illustrant le flux des données

Figure 2 : Flux des données dans SHiNeMaS

Pour chaque type d'événement, l'utilisateur peut définir des variables (caractères phénotypiques, pratiques culturales, description d’environnement) qui sont mesurées selon une méthode définie. Les informations sur les stocks des lots de semences sont également prises en charge. SHiNeMaS propose des interfaces pour charger massivement les données avec des fichiers au format tabulé (Figure 2) ou bien ponctuellement via des formulaires dans l'interface web. Un format de fichier a été définit pour chaque type d'événement et contient les informations minimums pour décrire cet événement. SHiNeMaS propose également des outils pour corriger les données déjà enregistrées ou encore un assistant à la création des fichiers de chargement, ainsi que des interfaces de requêtes pour extraire les données. Les informations d’un lot de semences, d’une relation entre lots ou d’une variété-population peuvent également être visualisées sous forme de fiches dans l’interface (Figure 3).

capture d'écran illustrant le profil de relation entre lots

Figure 3 : Profil de relation entre lots de semences

SHiNeMaS 2.0 est déjà en cours de développement, cette version permettra de gérer de l’information au niveau variété-population et plus seulement niveau lot de semences ou relation. Une connexion sera possible au service Agroclim de l’INRAE pour associer les données météorologiques aux données d’expérimentation. Une interface de programmation (API) est également en cours de développement afin de pouvoir connecter des outils d’analyse statistique à SHiNeMaS. Des efforts sont entrepris afin de respecter les standards en place dans les communautés scientifiques internationales (Breeding API, CropOntologie etc.)

Référence :

De Oliveira Y, Burlot L, Dawson JC, Goldringer I, Madi D, Rivière P, Steinbach D, van Frank G, Thomas M. (2020) SHiNeMaS: a web tool dedicated to seed lots history, phenotyping and cultural practices. Plant Methods, 1 (16) 98

SHiNeMaS, l'application conçue pour (et avec) le Réseau Semences Paysannes par les équipes ABI et DEAP, est disponible au téléchargement