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Génétique Quantitative et Évolution - Le Moulon

Matthieu FALQUE

Matthieu FALQUE

Ingénieur de Recherche, INRAE

Recombination méiotique

  • génétique végétale,
  • marqueurs moléculaires,
  • cartographie génétique,
  • meiose et recombinaison,
  • modélisation

matthieu.falque@inrae.fr

01 69 33 23 64

orcid.org/0000-0002-6444-858X

Publications

  • Génétique Quantitative et Évolution - Le Moulon
  • Université Paris-Saclay, INRAE, CNRS, AgroParisTech
  • Ferme du Moulon
  • F-91190 Gif-sur-Yvette

Parcours

  • Actuellement membre de l'équipe BASE, affilié au LABEX Saclay Plant Sciences
  • HDR (habilitation à diriger les recherches) 2015, Université d'Orsay
  • Responsable de l'équipe ACEP (Atelier Cartographie Expression Polymorphisme)
  • Depuis 1998: Ingénieur de Recherche (INRA) at UMR GQE - Le Moulon, Gif-sur-Yvette, France
  • Postdoc en génétique des populations végétales (1997-1998) CNRS, Lille France
  • Postdoc en génétique des populations végétales (1995-1997) NIOO-CTO, Heteren-Wageningen, Pays-Bas
  • Postdoc en génétique moléculaire végétale (1994-1995) CIRAD, Montpellier, France
  • Ph.D. en biologie végétale (1994), Univ Toulouse, France

Intérêts

Mes recherches dans l'équipe BASE

2 voies de formation des crossing-overs

2 voies de formation des crossing-overs

En partant de la cartographie génétique pour des applications en amélioration des plantes, mes recherches se sont orientées vers l'étude de la régulation du nombre et de la répartiton chromosomique des crossing-overs méiotiques. En particulier, j'ai développé avec Olivier Martin des modèles de simulation numérique de l'interférence entre crossing-overs. Ces modèles prennent en compte les deux voies de formation des crossing-overs qui ont été découvertes chez plusieurs organismes. En utilisant cette approche de modélisation, nous avons mis en évidence l'existence de ces deux voies chez le maïs, et nous avons caractérisé quantitativement les propriétés de la formatino des crossing-overs dans différentes espèces. Par exemple, nous avons démontré chez la tomate que les crossing-overs produits par différentes voies peuvent quand même interférer entre eux jusqi'à une distance d'environ 6 micromètres.

Méthode pour mesurer à haut-débit la recombinaison chez la levure

Phénotypage de la recombinaison par FACS (cas simple davec 2 marqueurs)

Plus récemment, avec Xavier Raffoux qui a effectué sa thèse avec moi, nous avons développé des approches expérimentales utilisant la levure de bière comme modèle pour étudier le déterminisme génétique de la variabilité du taux de recombinaison et de son profil le long des chromosomes.
Nojs avons d'abord développé une méthode à haut-débit pour mesurer le taux de recombinaison et l'interférence grâce à des marqueurs fluorescents. Nous avons ainsi développé 8 souches “testeurs” couvrant entièrement les chromosomes VI et XI, et partiellement le chromosome I. Dans chaque testeur, trous marqueurs fluorescents ont été intégrés dans le génome à environ 30 cM l'un de l'autre, délimitant ainsi deux intervalles adjacents à partir desquels l'interférence peut être mesurée très précisément. (Ref).
Nous avons ensuite appliqué cette méthode pour caractériser la diversité intra-spécifique du taux de recombinaison et de l'interférence au sein de l'espèce S. cerevisiae. Dans les différents intervalles analysés, le taux de recombinaison a montré des variations importantes entre souches, mais les profils de recombinaison le long des chromosomes varie moins. Nous avons aussi étudié le taux de recombinaison dans une région sur 10 hybrides issus de cing parents très divergents. Nos résultats indiquent globalement que le taux de recombinaison est corrélé positivement avec la similarité de séquence entre chromosomes homologues. Nous avons également estimé que les effets en cis et en trans expliquent respectivement 38% et 17% de la variance du taux de recombinaison(Ref).

Mon principal intérêt de recherche maintenant concerne les aspects évolutifs de la recombinaison méiotique. En utilisant notre méthode basée sur le FACS, nous allons faire évoluer des populations de levure sous sélection récurrente pour le taux de recombinaison, et nous utiliserons ces populations évoluées pour étudier le rôle que joue la recombinaison dans la dynamique de l'adaptation au stress.

Mes recherches dans l'équipe ACEP

L'équipe transversale ACEP est une plateforme interne de service pour la construction de cartes génétiques, les analyses de polymorphisme de l'ADN et d'expression génique. Nous fournissons un service d'analyse de marqueurs moléculaires et assurons la veille technologique sur les nouvelles technologies de marquage. Je produis aussi des cartes génétiques à haute-densité sur différentes espèces de plantes, en collaboration avec d'autres laboratoires.

Projets en cours

  1. Evolution expérimentale sous sélection divergent récurrente pour le taux de recombinaison méiotique
  2. Développement d'un logiciel pour la construciton automatisée de cartes génétiques à haute-densité à partir de jeux de données avec de très grands nombres de marqueurs.
  3. Quantifier au cours des générations dans quelle mesure la liaison génétique ralentit le progrès génétique, et comment faire le meilleur usage des technologies d'augmentation de la recombinaison pour l'amélioration des plantes.

Activités d'enseignement

Enseignement occasionnel pour des étudiants et des sélectionneurs de sociétés privées, sur le marquage moléculaire et la cartographie génétique appliqués à l'amélioration des plantes.

Publications

Carrillo-Perdomo E, Vidal A, Kreplak J, Duborjal H, Leveugle M, Duarte J, Desmetz C, Deulvot C, Raffiot B, Marget P, Tayeh N, Pichon JP, Falque M, Martin OC, Burstin J, Aubert G. (2020) Development of new genetic resources for faba bean (Vicia faba L.) breeding through the discovery of gene-based SNP markers and the construction of a high-density consensus map. Sci Rep, 1 (10) 6790
Falque M, Jebreen K, Paux E, Knaak C, Mezmouk S, Martin OC. (2020) CNVmap: A Method and Software To Detect and Map Copy Number Variants from Segregation Data. Genetics, 3 (214) 561-576
Courret C, Gérard PR, Ogereau D, Falque M, Moreau L, Montchamp-Moreau C. (2019) X-chromosome meiotic drive in Drosophila simulans: a QTL approach reveals the complex polygenic determinism of Paris drive suppression. Heredity, 6 (122) 906-915
Fustier MA, Martínez-Ainsworth NE, Aguirre-Liguori JA, Venon A, Corti H, Rousselet A, Dumas F, Dittberner H, Camarena MG, Grimanelli D, Ovaskainen O, Falque M, Moreau L, Meaux J, Montes-Hernández S, Eguiarte LE, Vigouroux Y, Manicacci D, Tenaillon MI. (2019) Common gardens in teosintes reveal the establishment of a syndrome of adaptation to altitude. PLOS Genetics, 12 (15) e1008512
Kreplak J, Madoui MA, Cápal P, Novák P, Labadie K, Aubert G, Bayer PE, Gali KK, Syme RA, Main D, Klein A, Bérard A, Vrbová I, Fournier C, d’Agata L, Belser C, Berrabah W, Toegelová H, Milec Z, Vrána J, Lee HT, Kougbeadjo A, Térézol M, Huneau C, Turo CJ, Mohellibi N, Neumann P, Falque M, Gallardo K, McGee R, Tar’an B, Bendahmane A, Aury JM, Batley J, Le Paslier MC, Ellis N, Warkentin TD, Coyne CJ, Salse J, Edwards D, Lichtenzveig J, Macas J, Doležel J, Wincker P, Burstin J. (2019) A reference genome for pea provides insight into legume genome evolution. Nat Genet, 9 (51) 1411-1422
Martinez Palacios P, Jacquemot MP, Tapie M, Rousselet A, Diop M, Remoué C, Falque M, Lloyd A, Jenczewski E, Lassalle G, Chévre AM, Lelandais C, Crespi M, Brabant P, Joets J, Alix K. (2019) Assessing the Response of Small RNA Populations to Allopolyploidy Using Resynthesized Brassica napus Allotetraploids. Mol Biol Evol, 4 (36) 709-726
Termolino P, Falque M, Aiese Cigliano R, Cremona G, Paparo R, Ederveen A, Martin OC, Consiglio FM, Conicella C. (2019) Recombination suppression in heterozygotes for a pericentric inversion induces the interchromosomal effect on crossovers in Arabidopsis. Plant J, 6 (100) 1163-1175
Tourrette E, 25 novembre 2019, Unleashing genetic diversity in breeding by increasing recombination: an in silico study
Tourrette E, Bernardo R, Falque M, Martin OC. (2019) Assessing by Modeling the Consequences of Increased Recombination in Recurrent Selection of Oryza sativa and Brassica rapa. G3, 12 (9) 4169-4181
Virlouvet L, El Hage F, Griveau Y, Jacquemot MP, Gineau E, Baldy A, Legay S, Horlow C, Combes V, Bauland C, Palafre C, Falque M, Moreau L, Coursol S, Méchin V, Reymond M. (2019) Water Deficit-Responsive QTLs for Cell Wall Degradability and Composition in Maize at Silage Stage. Front. Plant Sci., (10) 488
Raffoux X, 2018-06-11 06/11/18, Diversité et déterminisme génétique de la recombinaison méiotique chez Saccharomyces cerevisiae
Raffoux X, Bourge M, Dumas F, Martin OC, Falque M. (2018) High-throughput measurement of recombination rates and genetic interference in Saccharomyces cerevisiae. Yeast, 6 (35) 431-442
Raffoux X, Bourge M, Dumas F, Martin OC, Falque M. (2018) Role of Cis, Trans, and Inbreeding Effects on Meiotic Recombination in Saccharomyces cerevisiae. Genetics, 4 (210) 1213-1226
Giraud H, Bauland C, Falque M, Madur D, Combes V, Jamin P, Monteil C, Laborde J, Palaffre C, Gaillard A, Blanchard P, Charcosset A, Moreau L. (2017) Reciprocal Genetics: Identifying QTL for General and Specific Combining Abilities in Hybrids Between Multiparental Populations from Two Maize (Zea mays L.) Heterotic Groups. Genetics, 3 (207) 1167-1180
Giraud H, Bauland C, Falque M, Madur D, Combes V, Jamin P, Monteil C, Laborde J, Palaffre C, Gaillard A, Blanchard P, Charcosset A, Moreau L. (2017) Linkage Analysis and Association Mapping QTL Detection Models for Hybrids Between Multiparental Populations from Two Heterotic Groups: Application to Biomass Production in Maize (Zea mays L.). G3: Genes, Genomes, Genetics, g3.300121.2017
Pelé A, Falque M, Trotoux G, Eber F, Nègre S, Gilet M, Huteau V, Lodé M, Jousseaume T, Dechaumet S, Morice J, Poncet C, Coriton O, Martin OC, Rousseau-Gueutin M, Chèvre AM. (2017) Amplifying recombination genome-wide and reshaping crossover landscapes in Brassicas. PLoS Genet, 5 (13)
Falque M, 2015-10-15 15/10/15, Sur les traces de la recombinaison méiotique, source de biodiversité et outil génétique
Sidhu GK, Fang C, Olson MA, Falque M, Martin OC, Pawlowski WP. (2015) Recombination patterns in maize reveal limits to crossover homeostasis. PNAS, 52 (112) 15982-15987
Ganal MW, Durstewitz G, Polley A, Bérard A, Buckler ES, Charcosset A, Clarke JD, Graner EM, Hansen M, Joets J, Le Paslier MC, McMullen MD, Montalent P, Rose M, Schön CC, Sun Q, Walter H, Martin OC, Falque M, Lukens L. (2011) A Large Maize (Zea mays L.) SNP Genotyping Array: Development and Germplasm Genotyping, and Genetic Mapping to Compare with the B73 Reference Genome. PLoS ONE, 12 (6) e28334
Gauthier F, Martin O, Falque M. (2011) CODA (crossover distribution analyzer): quantitative characterization of crossover position patterns along chromosomes. BMC Bioinformatics, 1 (12) 27