Matthieu FALQUE

Recombination méiotique et évolution

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

 INRAE, Ingénieur de Recherche

 matthieu.falque@inrae.fr —   01 69 33 23 64


 Atelier Cartographie, Expression et Polymorphisme
 Biologie de l'Adaptation et Systèmes en Évolution

Implication de Matthieu Falque dans axe1 70% axe1 Comprendre et éclairer les mécanismes de l'évolution Axe1 Implication de Matthieu Falque dans axe2 20% axe2 Comprendre et prédire les bases génétiques des interactions Axe2 Implication de Matthieu Falque dans axe3 10% axe3 Comprendre et mobiliser la diversitée cultivée pour répondre aux attentes des acteurs Axe3
 Publications    

  • Génétique Quantitative et Évolution - Le Moulon
  • Université Paris-Saclay, INRAE, CNRS, AgroParisTech
  • IDEEV
  • 12 route 128
  • 91190 Gif-sur-Yvette
Matthieu FALQUE

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 formation 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 (REF).

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.

Dans le cadre d’ACEP, j’ai aussi développé des outils pour :

  • construire des cartes génétiques (REF) et (REF)
  • détecter des CNV (Copy Number Variants) à partir de données de segrégation (REF)
  • mesurer à haut-débit la cinétique de croissance de micro-organismes (REF)
  • calculer automatiquement des taux de recombinaison et coefficients de coincidence à partir de données de cytométrie de flux (REF) produites avec les souches fluorescentes développées précédemment (Ref)

Projets en cours

  1. Dans le cadre du projet EVOLREC que je coordonne (REF) :
  • Evolution expérimentale sous sélection divergent récurrente pour le taux de recombinaison méiotique
  • Detection et validation fonctionnelle de QTLs de recombinaison méiotique par séquençage des populations évoluées, coll. Gianni Liti (REF)
  • Evolution expérimentale sous stress salin à partir de populations avec des niveaux de recombinaison variables
  1. Dans le cadre du projet CO-PATT (REF) coordonné par Eric Espagne : (REF) :
  • Criblage d’une banque de surexpression chez S. cerevisiae pour rechercher des modulateurs de l’interférence génétique

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

  • Boideau F., Huteau V., Maillet L., Brunet A., Coriton O., Deniot G., Trotoux G., Taburel-Lodé M., Eber F., Gilet M., Baron C., Boutte J., Richard G., Aury JM., Belser C., Labadie K., Morice J., Falentin C., Martin O., Falque M. , Chèvre AM., Rousseau-Gueutin M.. (2024) Alternating between even and odd ploidy levels switches on and off the recombination control, even near the centromeres. The Plant Cell, 10 (36) 4472-4490
  • 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
  • Bina H., Yousefzadeh H., Venon A., Remoué C., Rousselet A., Falque M. , Faramarzi S., Chen X., Samanchina J., Gill D., Kabaeva A., Giraud T., Hosseinpour B., Abdollahi H., Gabrielyan I., Nersesyan A., Cornille A.. (2022) Evidence of an additional centre of apple domestication in Iran, with contributions from the Caucasian crab apple Malus orientalis Uglitzk. to the cultivated apple gene pool. Molecular Ecology, 21 (31) 5581-5601
  • Hsu YM., 2022-09, Mining genetic diversity for tomorrow's agriculture, Theses, Université Paris-Saclay
  • Hsu YM., Falque M. , Martin OC.. (2022) Quantitative modelling of fine-scale variations in the Arabidopsis thaliana crossover landscape. Quant Plant Bio., (3) e3
  • Vidal A., Gauthier F., Rodrigez W., Guiglielmoni N., Leroux D., Chevrolier N., Jasson S., Tourrette E., Martin OC., Falque M. . (2022) SeSAM: software for automatic construction of order-robust linkage maps. BMC Bioinformatics, 1 (23) 499
  • Olvera-Vazquez SG., Alhmedi A., Miñarro M., Shykoff JA., Marchadier E., 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)
  • Olvera-Vazquez SG., Remoué C., Venon A., Rousselet A., Grandcolas O., Azrine M., Momont L., Galan M., Benoit L., David GM., Alhmedi A., Beliën T., Alins G., Franck P., Haddioui A., Jacobsen SK., Andreev R., Simon S., Sigsgaard L., Guibert E., Tournant L., Gazel F., Mody K., Khachtib Y., Roman A., Ursu TM., Zakharov IA., Belcram H., Harry M., Roth M., Simon JC., Oram S., Ricard JM., Agnello A., Beers EH., Engelman J., Balti I., Salhi-Hannachi A., Zhang H., Tu H., Mottet C., Barrès B., Degrave A., Razmjou J., Giraud T., Falque M. , Dapena E., Miñarro M., Jardillier L., Deschamps P., Jousselin E., Cornille A.. (2021) Large-scale geography survey provides insights into the colonization history of a major aphid pest on its cultivated apple host in Europe, North America and North Africa. Peer Community Journal, (1)
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  • 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
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  • 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
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  • Bauer E., Falque M. , Walter H., Bauland C., Camisan C., Campo L., Meyer N., Ranc N., Rincent R., Schipprack W., Altmann T., Flament P., Melchinger AE., Menz M., Moreno-Gonzalez J., Ouzunova M., Revilla P., Charcosset A., Martin OC., Schon CC.. (2013) Intraspecific variation of recombination rate in maize. Genome biology, 9 (14) R103
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  • Sarilar V., Martinez-Palacios P., Rousselet A., Ridel C., Falque M. , Eber F., Chevre AM., Joets J., Brabant P., Alix K.. (2013) Allopolyploidy has a moderate impact on restructuring at three contrasting transposable element insertion sites in resynthesized Brassica napus allotetraploids. The New phytologist, 2 (198) 593-604
  • 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
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  • Edelist C., Raffoux X., Falque M. , Dillmann C., Sicard D., Rieseberg LH., Karrenberg S.. (2009) Differential expression of candidate salt-tolerance genes in the halophyte Helianthus paradoxus and its glycophyte progenitors H. annuus and H. petiolaris (Asteraceae). American journal of botany, 10 (96) 1830-8
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  • Falque M. , Mercier R., Mézard C., de Vienne D., Martin OC.. (2007) Patterns of Recombination and MLH1 Foci Density Along Mouse Chromosomes: Modeling Effects of Interference and Obligate Chiasma. Genetics, 3 (176) 1453-1467