Vital pour les végétaux, le phosphate (ion PO₄^3-) est directement assimilable grâce à sa solubilité dans l'eau. Il n'est cependant présent qu'en très faible quantité dans les sols, ce qui incite les agriculteurs à recourir à des engrais. Pour optimiser l'usage des phosphates, les scientifiques cherchent à visualiser précisément l'absorption de ces ions par les végétaux et leur répartition dans les tissus.

Or les outils actuels n'offrent pas de méthodes simples et efficaces.

• Les dosages biochimiques obligent à broyer les échantillons et ne conservent donc pas l'intégrité des tissus végétaux.
• Il existe un marqueur fluorescent de la présence de phosphate mais pour l'utiliser, il faut créer des lignées transgéniques dont l'usage est restreint au laboratoire.
• L'usage d'isotopes radioactifs (³³P ou ³²P) en radio-imagerie permet d'étudier le mouvement des ions phosphates au sein des plantes mais ne permet pas de distinguer les formes inorganique et métabolisée du phosphate.

Afin de dépasser ces limites, des chercheurs du Biam et leurs partenaires ont mis au point une technique colorimétrique, simple et efficace, baptisée IOSA (Inorganic Orthophosphate Staining Assay), qui fournit une image semi-quantitative du phosphate inorganique intracellulaire, avec une résolution cellulaire.

Des échantillons de plantes modèles (riz et Aradopsis thaliana) baignés dans ces solutions révèlent spécifiquement la distribution du phosphate inorganique à l'intérieur des cellules. Il devient ainsi possible de visualiser la distribution du phosphate au sein des différents tissus d'un végétal, et de comparer les quantités présentes dans divers échantillons.

• Cette méthode révèle une distribution inhomogène du phosphate dans les plantes. Elle  met en lumière l'importance des assises cellulaires (couches régulières de cellules jointives) entourant les tissus conducteurs (de sève) du riz, qui jouent un rôle essentiel dans la distribution des nutriments.
• Elle a par ailleurs permis de sélectionner des mutants présentant des modifications de distribution du phosphate.

Ces résultats ouvrent des nouvelles perspectives dans le secteur de la nutrition végétale ainsi que dans celui de la création variétale.

Ces travaux ont notamment été réalisés en collaboration avec Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing Forestry University et Zhejiang A&F University.