BASE - Biologie de l'Adaptation et Systèmes en Évolution
Nos recherches visent à comprendre la dynamique d’adaptation et l’évolution des traits d’histoire de vie des populations à différentes échelles biologiques. Les projets qui y sont associés sont structurés autour de trois grands thèmes : la relation génotype-phénotype à différents niveaux d’intégration phénotypique, la dynamique de l’adaptation à différentes échelles de temps, les interactions entre génotypes et environnements biotiques et abiotiques (GxE). Pour mener ces recherches, nous utilisons des approches expérimentales (au champ, en serre, au laboratoire) mais aussi des approches de modélisation mathématique. Bien que la plupart de nos projets portent sur le maïs et la levure, nous travaillons sur d’autres modèles biologiques lorsqu’ils sont plus appropriés pour répondre aux questions scientifiques compte tenu des contraintes techniques et de l’état des connaissances.
Thème 1. La relation génotype-phénotype à différents niveaux d’intégration phénotypique
La compréhension de la relation génotype-phénotype (GP) est une question centrale en biologie évolutive et en sélection végétale/animale. La complexité de cette relation est due aux processus non linéaires en cause, que nous étudions dans le cadre de trois projets :
- les bases de l’hétérosis, une propriété émergente de la complexité de la relation GP
- les bases métaboliques de la variation phénotypique chez la levure ou les plantes cultivées comme le maïs
- la dynamique évolutive des niveaux d’enzymes dans les voies métaboliques Les approches utilisées combinent l’intégration de données omiques, la modélisation mathématique et des simulations informatiques.
Projets associés :
- HeteroYeast (ANR), Metaflux (Plant2Pro)
- Thèses en cours et soutenues récemment : Maela Semery, Yacine Djabali (2023), Charlotte Coton (2021), Marianyela Petrizzelli (2019)
Thème 2. Dynamique de l’adaptation
Pour comprendre la dynamique de l’adaptation, nous étudions des processus évolutifs à court ou à long terme. Pour aborder ces questions, nous utilisons notamment des approches d’évolution expérimentale et des approches théoriques. Cette combinaison d’approches permet d’étudier comment les différentes échelles du vivant - des mécanismes moléculaires aux populations- interagissent pour former la dynamique d’adaptation.
Nos principaux modèles d’études :
- l’évolution du taux de recombinaison et son rôle dans la dynamique de l’adaptation
- les conséquences évolutives des systèmes de reproduction sexués versus non sexués
- la réponse à la sélection sur le temps de floraison chez le maïs
- la survie à une longue phase stationnaire chez Escherichia coli dans le cadre d’une unité d’enseignement de première année de licence
Projets associés :
- Evolrec (ANR), CO-PATT (ANR), Itemaize (BASC), [EpiFlore (BAP INRAE), Expérience de Sélection Divergente du Plateau de Saclay.
- Thèses en cours et soutenues récemment : Arnaud Desbiez-Piat (2021), Elise Tourrette (2020)
Thème 3. Interactions génotype-environnement
Dans le contexte des changements globaux, une meilleure compréhension des bases génétiques de l’adaptation et des interactions GxE est cruciale. Nous étudions la diversité génétique et phénotypique intraspécifique de nos modèles biologiques (plantes, micro-organismes) en relation avec les variations de l’environnement. La réponse des phénotypes aux variations environnementales est observée à différentes échelles, des caractères moléculaires aux caractères intégrés. Nous nous intéressons aux variations de l’environnement abiotique, notamment la sécheresse, et aux variations de l’environnement biotique, notamment la pression de ravageurs ou de l’environnement rhizosphérique.
Nos principaux modèles d’études :
- la diversité de la réponse des plantes (maïs, fruitiers) aux variables climatiques à différentes échelles du vivant
- l’adaptation des espèces à leurs environnements via l’identification d’associations genotype-environnement
- les interactions des plantes avec leur environnement biotique (insectes ravageurs, adventices, champignons pathogènes, communautés microbiennes de la rhizosphère, oiseaux déprédateurs des cultures…)
Projets associés :
- Itemaize (BASC), Amaizing (ANR), WarmRules (DATAIA), INCREASE (Europe), PEPR Agroécologie et Numérique , Stat4Plant (ANR), MYCORE (C-BASC), GAIcirse(C-BASC), PHENOFORE (SEMAE), BIOCOSMA (ANR), MetaP-Rhiz (BAP, Biosphera)
- Thèses en cours et soutenues récemment : Maxime Criado, Antoine Caillebotte, Sacha Revillon (2024), Inoussa Sanane (2020)
Membres
- Diala Abu Awad Maitre de conférences (Université Paris-Saclay)
- Willy Vincent Bienvenut Chargé de recherche (CNRS), 50% BASE, 50% PAPPSO
- Mélisande Blein-Nicolas Ingénieure de Recherche (INRAE), 50% BASE, 50% PAPPSO
- Antoine Caillebotte PhD student (INRAE)
- Bartschi Cédric Postdoctorant ()
- Dominique de Vienne Professeur (Université Paris-Saclay)
- Christine Dillmann Professeure (Université Paris-Saclay, Faculté des Sciences)
- Yasmine Echarafi Technician (INRAE)
- Matthieu Falque Ingénieur de Recherche (INRAE), 50% ACEP, 50% BASE
- Nathalie Galic Technicienne (INRAE), 50% BASE
- Judith Legrand Maitre de conférences (Université Paris-Saclay)
- Élodie Marchadier Maître de conférence (Université Paris-Saclay)
- Thomas Maret Ingénieur d'études (INRAE)
- Cécile Moulin Postdoctoral fellow ()
- Xavier Raffoux Ingénieur d'étude (INRAE), 50% ACEP, 50% BASE
- Adrienne Ressayre Chargée de recherche (INRAE)
- Maëla Sémery Doctorant ()
Anciens membres
Sacha Revillon Doctorant (2021-2024), Yacine Djabali Doctorant (2020-2023), Romain Benoist Postdoctoral fellow (2020-2023), Romane Lafontaine Technician (2021-2022), Michel Zivy Directeur de Recherche (1985-2022), Charlotte Coton Doctorante (2019-2021), Arnaud Desbiez-Piat Doctorant (2018-2021), Adrien Vidal Ingénieur d'études, CDD (2020), Inoussa Sanané Doctorant (2017-2020), Elise Tourrette M2, doctorante et postdoctorante (2016-2020), Edith Garot Postdoc (2020), Olivier Martin Senior Investigator (2010-2019), Kamel Jebreen postdoctorant (2018-2019), Marianyela Petrizzelli Doctorante (2015-2019), Dorian Collot Doctorant (2015-2018), Johan Ramsayer (2016), Dephine Sicard (2007-2015), Thelma da Silva Doctorante (2011-2014), Timeri Atuhahiva Doctorante (2015-2014), Eleonore Durand Doctorante (2008-2011), Thibault Nidelet Post-doctorant (2011-2010)Publications
- Blein-Nicolas M. , Devijver E., Gallopin M., Perthame E.. (2024) Nonlinear network-based quantitative trait prediction from biological data. Journal of the Royal Statistical Society Series C: Applied Statistics, qlae012
- Falque M. , Bourgais A., Dumas F., De Carvalho M., Diblasi C.. (2024) MiniRead: A simple and inexpensive do‐it‐yourself device for multiple analyses of micro‐organism growth kinetics. Yeast, yea.3932
- Vienne D., Petrizzelli M., Coton C.. (2024) Formalising the law of diminishing returns in metabolic networks using an electrical analogy. Royal Society Open Science, (in press)
- de Vienne D. , Coton C., Dillmann C. . (2023) The genotype–phenotype relationship and evolutionary genetics in the light of the Metabolic Control Analysis. Biosystems, (232) 105000
- Coton C., Dillmann C. , de Vienne D. . (2023) Evolution of enzyme levels in metabolic pathways: A theoretical approach. Part 2. Journal of Theoretical Biology, (558) 111354
- Desbiez-Piat A., Ressayre A. , Marchadier É. , Noly A., Remoue C., Vitte C., Belcram H., Bourgais A., Galic N. , Guilloux ML., Tenaillon MI., Dillmann C. . (2023) Pervasive GxE interactions shape adaptive trajectories and the exploration of the phenotypic space in artificial selection experiments. Genetics, (in press) 2023.01.13.523786
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- Michel E., Masson E., Bubbendorf S., Lapicque L., Nidelet T., Segond D., Guézenec S., Marlin T., Devillers H., Rué O., Onno B., Legrand J. , Sicard D.. (2023) Artisanal and farmer bread making practices differently shape fungal species community composition in French sourdoughs. Peer Community Journal, (3) e11
- Plancade S., Marchadier É. , Huet S., Ressayre A. , Noûs C., Dillmann C. . (2023) A successive time-to-event model of phyllochron dynamics for hypothesis testing: application to the analysis of genetic and environmental effects in maize. Plant Methods, 1 (19) 54
- Régnier B., Legrand J. , Calatayud PA., Rebaudo F.. (2023) Developmental Differentiations of Major Maize Stemborers Due to Global Warming in Temperate and Tropical Climates. Insects, 1 (14) 51
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- Olvera-Vazquez SG., Alhmedi A., Miñarro M., Shykoff JA., Marchadier É. , Rousselet A., Remoué C., Gardet R., Degrave A., Robert P., Chen X., Porchier J., Giraud T., Vander-Mijnsbrugee K., Raffoux X. , Falque M. , Alins G., Didelot F., Beliën T., Dapena E., Lemarquand A., Cornille A.. (2021) Experimental test for local adaptation of the rosy apple aphid (Dysaphis plantaginea) to its host (Malus domestica) and to its climate in Europe. PCI Ecology, (Pre-registration version)
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