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LES MYCÈTES

Sitographie : définitions tirées ou adaptées des sites suivants : http://coproweb.free.fr/mycoweb/gloss.htm http://www.granddictionnaire.com/btml/fra/r_motclef/index800_1.asp http://fr.wikipedia.org/wiki/Règne_(biologie) http://fr.wikipedia.org/wiki/Fungi http://fr.wikipedia.org/wiki/Hyphe http://fr.wikipedia.org/wiki/Asque_(cellule) http://fr.wikipedia.org/wiki/Baside http://unit1research.blogspot.com/2010/05/concept-2-inside-basidium.html Les mycètes (Mycota ou Fungi) appelés plus communément champignons constituent un règne à part entière. Le règne est le plus haut niveau de classification des êtres vivants. Ils sont au nombre de 6 : Archées, Bactéries, Protistes, Mycètes, Plantes, Animaux. La mycologie est la science qui les étudie. Environ 90 000 espèces de champignons ont été décrites à ce jour, mais on estime qu'en 2007 moins de 10 % des espèces sont connues et identifiées. Moins d’une centaine sont impliquées en pathologie humaine. Les champignons microscopiques se subdivisent en levures et en moisissures. On distingue les pathogènes stricts (dermatophytes,…) des pathogènes opportunistes (Candida albicans, Cryptococcus neoformans, Aspergillus,…).

1. Caractères morphologiques et physiologiques

Un mycète est un organisme eucaryote qui possède un appareil végétatif appelé thalle constitué de cellules végétatives allongées appelées hyphes entourées d’une paroi riche en chitine et en cellulose. Ils sont hétérotrophes, c’est-à-dire qu’ils ont besoin d’une source de carbone organique pour fabriquer leur énergie (saprophytisme1, symbiose2, commensalisme3 ou parasitisme4).

Un thalle correspond à un appareil végétatif ne possédant ni feuille, ni tige, ni racine produit par certains organismes non mobiles (végétaux, champignons, algues, ...).

L’appareil végétatif s’oppose à l’appareil reproducteur.

1.1. Aspects de l’appareil végétatif ou thalle

1.1.1. Thalle lévuriforme

Une levure est une cellule eucaryote diploïde avec paroi. Les levures possèdent un thalle unicellulaire. Dans certaines conditions, elles peuvent bourgeonner pour donner des blastospores (ou

blastoconidies) ou s’allonger pour donner des pseudomycéliums (ou pseudohyphes).

a. Forme : sphérique, ovoïde, cylindrique, triangulaire,…

b. Taille : 2-3 µm à 20-50 µm de long, 1-10 µm de large.

c. Paroi

Épaisseur : 150 à 230 nm Composition : 80 % de polysaccharides antigéniques (mannanes, glucanes, chitine

(polymère de NAG en b-1,4,…)) 10 à 20 % de protéines

1 Saprophytisme : mode de nutrition d’un être vivant hétérotrophe (champignon ou bactérie) utilisant des débris organiques. 2 Symbiose : association entre deux organismes d’espèces différentes, qui est profitable pour chacun d’eux. 3 Commensalisme : association entre deux organismes d’espèces différentes dans laquelle l’un des deux profite de la relation sans nuire à l’autre. 4 Parasitisme : association entre deux organismes d’espèces différentes dans laquelle l’un des deux, le parasite, vit aux dépens de l’autre, l’hôte.

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Figure 1 : structure de la membrane et de la paroi des levures

1.1.2. Thalle filamenteux (ou moisissure)

Les champignons filamenteux ou moisissures possèdent un thalle constitué de filaments mycéliens ou hyphes qui forment le mycélium visible à l’œil nu.

Un mycélium est l’ensemble des hyphes plus ou moins ramifiés ou ayant un aspect dense qui forme la partie végétative des champignons.

a. Cas des Zygomycètes

Diamètre variable et cloisons (= septums) peu nombreuses : Þ filaments siphonnés ou cœnocytiques

b. Cas des Septomycètes

Bords parallèles, régulièrement cloisonnés, avec articles mono- ou plurinucléés (à un ou plusieurs noyaux) :

Þ filaments septés ou cloisonnés

Figure 2 : aspect des différents thalles mycéliens (Technique et biologie Tome XVIII)

PAROI

MEMBRANE PLASMIQUE

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1.2. Étude de l’appareil reproducteur

1.2.1. Reproduction asexuée

La plus importante. Elle est assurée par la production de spores asexuées. Elle permet la production d’organismes fils identiques à l’organisme parent. Toutes les spores asexuées sont capables de redonner un thalle identique. a. Cas des Zygomycètes (champignons inférieurs)

Les spores asexuées endogènes ou sporangiospores sont formées et contenues dans un article vésiculaire ou sporange formé à l’extrémité de filaments ou sporangiophores et ne sont libérées que par rupture de la paroi du sporange. b. Cas des Septomycètes (champignons supérieurs : Ascomycètes, Basidiomycètes,…)

Les spores asexuées exogènes (ou conidies) sont formées sur des filaments sporogènes appelés conidiophores.

Selon le mode de formation, les conidies sont appelées blastospores ou thallospores : • Une blastospore ou blastoconidie est une spore asexuée exogène formée par

bourgeonnement d’une levure ou d’un filament (scissiparité). o Blastospores issues du bourgeonnement de levures o Phialospores : spores issues du bourgeonnement de cellules spécialisées

appelées phialides Ex : Penicillium, Aspergillus,…

• Une thallospore ou thalloconidie est une spore asexuée exogène formée directement par transformation et division des hyphes. o Arthrospores ou arthroconidies : thallospores formées par division d’une hyphe

mycélienne au niveau des septa. Ex : Geotrichum,…

o Chlamydospores ou chlamydoconidies : spores de résistance rondes ou ovales à double contour réfringentes et grosses (6 à 12 µm) à des conditions défavorables à paroi épaisse, terminales ou latérales formées suite à la différenciation d’un article. Elles sont produites sur des milieux riches en polyosides, contenant des substances défavorables à la multiplication végétative et en semi-anaérobiose. La formation des chlamydospores est réalisée sur milieu PCB : pomme de terre, carotte, bile. Ex : Candida albicans

Sporangiospores Blastospores Phialospores Arthrospores Chlamydospores

Zygomycètes Septomycètes

Figure 3 : diversité des spores asexuées ou conidies (Technique et biologie Tome XVIII)

L’aspect de l’appareil reproducteur asexué est un caractère d’identification des levures et des moisissures.

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1.2.2. Reproduction sexuée

Elle est connue, seulement, chez certains Mycètes. La reproduction sexuée résulte de la fusion (conjugaison) de deux cellules haploïdes (à

n chromosomes) pour former une cellule diploïde (à 2n chromosomes) pouvant se multiplier par reproduction asexuée ou subir une nouvelle méiose.

Les cellules haploïdes issues de la méiose sont appelées spores sexuées (vraies ou parfaites). a. Cas des Zygomycètes

Deux filaments (un mâle et une femelle) produisent des renflements dont la fusion aboutit à une zygospore à 2n chromosomes. b. Cas des Ascomycètes

Un grand nombre de levures font partie des Ascomycètes. Dans des conditions de culture défavorables, les levures

sporogènes ne se multiplient pas par bourgeonnement mais sporulent. Les levures, cellules diploïdes, forment des spores, cellules

haploïdes, par méiose. À partir d’une cellule diploïde, on obtient 4 spores ou

ascospores contenu dans un sac ou asque. Après éclatement de l’asque, les ascospores peuvent se multiplier pour donner des

cellules haploïdes. Après fusion de deux cellules haploïdes, on obtient un zygote, cellule diploïde.

Figure 4 : reproductions asexuée et sexuée d’une levure

a : multiplication végétative asexuée ; b : cycle sexué http://www.microbiologie-medicale.fr/mycologie/structureetreproductionchampignonsmicroscopiques.htm

Zygospore

10 µm

Asque de morille

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c. Cas des Basidiomycètes

La méiose est réalisée à la surface d’une cellule spécialisée ou baside qui supporte 4 spores sexuées appelées basidiospores.

Baside portant des basidiospores (schéma et MEB)

Figure 5 : reproduction sexuée chez les Basidiomycètes

2. Caractères culturaux 2.1. Conditions de culture

2.1.1. Température et pH optimums : • Température ambiante :

o Levures : 20 à 30 °C o Champignons filamenteux : 20 à 30 °C.

Une croissance à 37 °C témoigne d’une adaptation à la température de l’organisme humain et est donc fortement en faveur du caractère pathogène du mycète étudié.

• pH légère acide : 4,5 à 6,5. Les mycètes sont qualifiés de micro-organismes acidophiles.

2.1.2. Vitesse de développement • Levures : 24 à 48 heures • Champignons filamenteux : 4 à 6 jours.

2.2. Milieux d’isolement

2.2.1. Milieu non sélectif Gélose Sabouraud

2.2.2. Milieux sélectifs • Avec ajout d’antibiotiques (= anti-bactéries) : choramphénicol, oxytétracycline

Gélose Sabouraud (+ chloramphénicol) Gélose OGA Milieux favorables à la croissance des Mycètes du fait de la présence de glucose (micro-organismes chimio-

organotrophes) et du pH légèrement acide (micro-organismes acidophiles). Peptones 10,0 g Glucose 20,0 g (Chloramphénicol 0,5 g) Agar 15,0 g pH = 6,0

Extrait de levure 5,0 g Glucose 20,0 g Oxytétracycline 0,1 g Agar 15,0 g pH = 6,6

Géloses sélectives par présence d’un antibiotique inhibant la croissance de la plupart des bactéries.

• Avec ajout d’anti-fongiques (= anti-champignons)

Ex : gélose à l’actidione (C. albicans y résiste).

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2.2.3. Ensemencement

Par strie pour les levures. Par touche en exerçant une légère pression afin de favoriser le développement de l’appareil

végétatif des moisissures (petite marque au verso au centre des boîtes de Pétri).

2.2.4. Aspect de la culture

a. Levures

Colonies crémeuses, bombées, brillantes, ivoires b. Moisissures

L’aspect de la culture est un caractère d’identification des moisissures. L’appareil végétatif ou mycélium est enfoui dans la gélose où il puise les nutriments. L’appareil reproducteur est aérien et donne un aspect granuleux, cotonneux,… à la

culture en surface.

Voir AT sur la démarche d’identification des moisissures

3. Caractères biochimiques Les mycètes sont des organismes :

• hétérotrophes vis-à-vis du carbone (source de C organique). • chimioorganotrophes (source d’énergie chimique, accepteur d’électrons organique).

Les caractères biochimiques sont étudiés dans le cadre de l’identification des levures.

3.1. Assimilation des glucides : auxanogramme du carbone

= mise en évidence de l’utilisation en aérobiose d’un glucide comme seule source de carbone. L’assimilation d’un glucide se traduit par une culture autour du disque sur milieu gélosé ou par un

trouble en milieu liquide.

3.2. Fermentation des glucides : zymogramme du carbone

= mise en évidence de l’utilisation en anaérobiose d’un glucide par acidification et changement de couleur de l’indicateur de pH (ex : BCP, bromocrésol pourpre).

3.3. Applications : galeries d’identification miniaturisées

Api® 20 C Aux (Biomérieux®) : assimilation des glucides Api® Candida (Biomérieux®) : fermentation de glucides et réactions enzymatiques

Voir AT sur l’identification des levures par auxanogramme

Objectifs de formation Compétences travaillées

- Moisissures : • thalle, appareils reproducteurs, hyphes, comme outil d’identification • existence d’une reproduction sexuée et d’une reproduction asexuée.

- Observer et décrire les caractéristiques morphologiques macroscopiques et microscopiques des moisissures : caractéristiques communes, caractéristiques spécifiques. - Utiliser les caractéristiques spécifiques pour la classification : appareil reproducteur, cloisonnement du mycélium.

- Levures : • Existence d’une reproduction sexuée et asexuée par bourgeonnement • Capacités métaboliques pour critères d’identification • Rôle des levures en fermentation industrielle et au laboratoire de génie génétique.

- Observer et décrire les caractéristiques morphologiques des levures. - Réaliser un auxanogramme pour identifier une levure. - Conduire une démarche d’identification à partir de résultats obtenus pour les principaux caractères d’identification discriminants.