Les avantages de la croissance des plantes à l’aide de culture hydroponique ont été largement reconnus dans la production des plantes grandes et uniformes, permettant des expériences reproductibles^1,2,3. Dans ce système, la composition de la solution nutritive peut être correctement contrôlée et recyclée le long de toutes les étapes de la croissance des plantes et le développement. En outre, racines ne sont pas soumis aux stress abiotiques, comme cela peut arriver dans les plantes en terre, tels que des éléments nutritifs famine et eau carence en⁴. Comme plantes cultivées hydroponically présents caractéristiques morphologiques et physiologiques assez semblables à celles cultivées dans le sol, ce système a été largement employé dans la recherche car elle permet la surveillance de la croissance de la racine/tige et leur récolte sans blessures^2,5.

En raison de la possibilité de modifier la composition et la concentration de la solution nutritive, la plupart des recherches à l’aide de conditions de culture hydroponiques a été effectuée pour caractériser les fonctions du micro et macronutriments^{1,3 ,6,7,8}. Cependant, ce système s’est avéré pour être très utile pour un large éventail d’applications en biologie végétale, de nature à élucider les fonctions des hormones et de produits chimiques dans les usines. Par exemple, la découverte des strigolactones comme une nouvelle classe d’hormones⁹ et le phénotype d’une croissance accélérée déclenchée par brassinostéroïde demande¹⁰ ont été effectuées dans des conditions de culture hydroponiques. En outre, ce système permet des expériences avec des isotopes marqués (par exemple, ¹⁴N /¹⁵N et ¹³CO₂)^11,12 pour évaluer leur incorporation dans les protéines et de métabolites par spectrométrie de masse.

Compte tenu de l’importance de ce système en recherche sur les plantes, un grand nombre de cultures hydroponiques a été conçu dans les années précédentes, y compris les systèmes qui utilisent (i) le transfert des semis de plaques à conteneurs hydroponique^{3, 13}; (ii) laine de roche qui limite l’accès aux premiers stades de la racine développement^2,14,15; (iii) granulés de polyéthylène comme le corps flottant, ce qui rend l’application homogène des petites molécules/traitements difficiles¹⁶; ou (iv) un réduit nombre de plantes^9,17. Le volume des réservoirs hydroponiques décrit dans plusieurs de ces protocoles sont généralement volumineux (petits volumes allant de 1 à 5 L, jusqu’à 32 L)¹⁸, ce qui rend l’application de produits chimiques extrêmement coûteux. Bien que peu d’études décrivent une culture hydroponique sous conditions aseptiques^8,19, l’Assemblée du système est généralement très laborieux, consistant en l’ajustement parfait des mailles de nylon en plastique ou en verre conteneurs^5,8,17,20.

En raison de l’importance de l’Arabidopsis thaliana comme une plante modèle, la majorité des systèmes de culture hydroponique ont été conçue pour cette espèce^{1,2,8,14,18, 19 , 20}. Néanmoins, il existe quelques études présentant les caractéristiques de la culture hydroponique d’autres espèces végétales avec un prétraitement des semences pour améliorer leur germination et synchronisation des taux in vitro^8,16 . Afin de travailler sur une grande échelle, nous avons développé un protocole pour la mise en place d’un système hydroponique de maintenance simple et peu coûteuse qui permet des conditions stériles pour la culture de plantes, dont a. thaliana et autres espèces, comme l’herbe Setaria viridis. La méthode décrite ici est adaptée aux différentes expériences, comme la croissance des semis peut être maximisée, synchronisée et facilement contrôlée. En outre, ce système présente de nombreux avantages comme : (i) son montage est simple et ses composants peuvent être réutilisés ; (ii) elle permet l’application facile des différents produits chimiques dans le milieu liquide ; (iii) les semis germent et poussent directement dans le milieu de culture sans la nécessité du transfert vers le système de culture hydroponique ; (iv) la développement/croissance caulinaire et racinaire peut être étroitement surveillée et les semis sont récoltées sans dommages-intérêts ; et (v) elle permet de travailler sur une grande échelle, maintenir des conditions physiologiques.