Fiche de révision : Introduction à la mycologie

📋 Plan du Cours

1. Usages biotechnologiques des champignons
2. Risques sanitaires et agricoles
3. Définition et spécificité des champignons
4. Morphologie et croissance fongiques
5. Modes de vie et nutrition
6. Observation et identification des champignons
7. Classification et lignées fongiques
8. Dikarya et principaux embranchements

📖 1. Usages biotechnologiques des champignons

★ À maîtriser

• La pénicilline et les céphalosporines sont des antibiotiques issus des champignons et représentent 30 % des antibiotiques vendus sur le marché.

• Les champignons fournissent notamment : la ciclosporine, un immunosuppresseur, des statines, des agents hypolipémiants, l’amylase, la cellulase, la glucanase et la peroxydase, l’acide citrique, un acidifiant et exhausteur de goût, des agents de fermentation, des vitamines

• Les applications fongiques émergentes comprennent : la biocontrôle, la mycorhization, les matériaux comme les mousses et les plastiques, les substituts du cuir, les précurseurs de polymères, la conversion du bois, les biocarburants, la méthanisation et les alternatives à la viande

Compléments

• Les champignons sont utilisés depuis l’Antiquité pour produire des aliments fermentés, notamment la bière en Mésopotamie vers 6000 av. J.-C., le saké en Chine vers 4000 av. J.-C., le vin dans le Caucase vers 7000 av. J.-C. et le fromage en Pologne vers 500 av. J.-C.

• À la fin du XIXe et au début du XXe siècle, les champignons ont commencé à être mobilisés par les industries agroalimentaire et pharmaceutique, ainsi que par d’autres industries.

• Le potentiel biotechnologique des champignons est lié à leur adaptation écologique, qui leur permet de coloniser et de dégrader leur substrat, ainsi qu’à leurs métabolites secondaires, leurs enzymes, leurs acides organiques et leur forte activité métabolique.

📖 2. Risques sanitaires et agricoles

★ À maîtriser

• Les mycotoxines, les maladies animales et les maladies des plantes sont des effets nuisibles associés aux champignons.

• Selon la FAO, un tiers des aliments produits n’est pas consommé.

• Les maladies des plantes entraînent la perte de 10 à 15 % de la production des principales cultures.

Compléments

• Les maladies des plantes citées comprennent :

  • le mildiou
  • la maladie de la brûlure précoce
  • la pyriculariose du riz

• En France, 621 cas ont été recensés entre 1994 et 1997, avec une mortalité de 63 %, selon Cornet et al., 2002, dans le Journal of Hospital Infection.

• L’Organisation mondiale de la santé a publié en octobre 2022 sa première liste prioritaire de pathogènes fongiques, qui souligne des besoins de recherche et développement non satisfaits. - WHO, WHO FPPL, October 2022

• Les infections fongiques concernent généralement les personnes immunodéprimées, mais peuvent aussi toucher des personnes sans déficit immunitaire identifié.

📖 3. Définition et spécificité des champignons

🔑 Notions clés & Définitions

• Champignon : Organisme unicellulaire ou pluricellulaire appartenant au règne des Fungi.

★ À maîtriser

📌 Un champignon désigne l’organisme entier, tandis qu’un champignon au sens courant, ou sporophore, désigne son organe reproducteur visible portant les spores, notamment chez les ascomycètes et les basidiomycètes.

• Les champignons sont des eucaryotes et le cours estime leur diversité à 5 à 6 millions d’espèces, dont environ 120 000 identifiées.

📌 Les champignons possèdent une paroi contenant de la chitine et du bêta-glucane, de l’ergostérol, sont hétérotrophes et digèrent les aliments à l’extérieur de leur organisme.

Compléments

📌 Les végétaux possèdent une paroi de cellulose et de lignine, des phytostérols et sont autotrophes, tandis que les champignons sont hétérotrophes et possèdent de l’ergostérol.

💡 Astuce mémo

Champignon : digestion externe et ergostérol ; animal : digestion interne et cholestérol.

📖 4. Morphologie et croissance fongiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Hyphe : Filament fongique correspondant à une cellule végétative.
• Mycélium : Réseau formé par les hyphes.

📝 Points essentiels

• La croissance des champignons filamenteux résulte de l’extension apicale des hyphes.

• Les noyaux fongiques sont généralement haploïdes et un compartiment d’hyphe peut contenir plusieurs noyaux.

• Les champignons se reproduisent par voie sexuée ou asexuée et produisent généralement des spores.

📌 Les levures sont des champignons unicellulaires, tandis que les moisissures sont des champignons filamenteux; certains champignons sont dimorphiques.

💡 Astuce mémo

Visualiser des hyphes qui s’allongent à leur extrémité et forment un réseau, le mycélium.

📖 5. Modes de vie et nutrition

★ À maîtriser

📌 Les champignons saprophytes tirent leurs nutriments de matière organique morte, les champignons parasites les tirent d’autres organismes et les champignons symbiotiques les obtiennent dans une association bénéfique avec un autre organisme.

• Les lichens résultent d’une symbiose entre une algue et un champignon.

• Les mycorhizes résultent d’une symbiose entre une plante et un champignon.

Compléments

• Les champignons blancs et bruns de pourriture illustrent des modes saprophytes, tandis que Alternaria spp. et Trichophyton spp. illustrent des relations parasitaires.

• Le cours présente des relations mutualistes et parasitaires entre les fourmis et les champignons.

💡 Astuce mémo

Le saprophyte puise dans le mort, le parasite dans un organisme vivant, le symbiote dans une association bénéfique.

📖 6. Observation et identification des champignons

★ À maîtriser

• La classification des champignons s’appuie sur :

  • l’observation macroscopique
  • l’observation microscopique
  • le séquençage

• L’observation microscopique permet notamment de reconnaître les spores, unités reproductrices microscopiques unicellulaires ou pluricellulaires, et les sporophores, structures qui portent les spores.

📌 Le séquençage du gène de l’ARNr 18S peut aider à identifier un genre, tandis que les régions ITS, situées entre les gènes d’ARNr, présentent des variations permettant l’identification d’espèces proches.

Compléments

• La classification cherche à regrouper les organismes apparentés afin d’apporter des informations sur leur biologie, leur écologie et leur métabolisme.

📌 Chez les champignons macroscopiques, la structure visible est généralement l’organe sexué appelé sporophore, tandis que l’identification des moisissures microscopiques est plus complexe.

• L’aspect des colonies de Penicillium spp. varie selon le milieu de culture, notamment PDA, MEA, Czapek et CYA.

• Le cours cite aussi le séquençage de gènes codant des protéines, notamment la bêta-tubuline et l’actine.

💡 Astuce mémo

Observer à l’œil nu, examiner au microscope, puis séquencer pour identifier.

📖 7. Classification et lignées fongiques

★ À maîtriser

• Les rangs de classification sont :

  • domaine
  • règne
  • embranchement
  • classe
  • ordre
  • famille
  • genre
  • espèce

• Les Ascomycota et les Basidiomycota sont regroupés dans le sous-embranchement Dikarya.

Compléments

• Les groupes fongiques cités sont :

  • Glomeromycota
  • Ascomycota
  • Chytridiomycota
  • Blastocladiomycota
  • Neocallimastigomycota
  • Basidiomycota

• Les Chytridiomycota sont des champignons aquatiques produisant des zoospores flagellées.

• Les Neocallimastigomycota vivent dans le rumen des bovins.

📖 8. Dikarya et principaux embranchements

★ À maîtriser

• Chez les Ascomycota et les Basidiomycota, les hyphes sont compartimentées par des cloisons appelées septa, qui contribuent à leur intégrité structurale et peuvent être obturées par des structures spécifiques après une blessure.

📌 Le stade monokaryotique possède généralement un noyau par compartiment hyphal, tandis que le stade dikaryotique ou hétérokaryotique en possède deux noyaux haploïdes.

• Les Basidiomycota comprennent environ 30 000 espèces décrites et se reproduisent généralement de manière sexuée, avec des basidiospores formées à l’extérieur des basides.

• Les Ascomycota constituent le plus grand embranchement fongique, avec plus de 33 000 espèces identifiées, et présentent généralement des reproductions sexuée et asexuée.

• Chez les Ascomycota, la reproduction asexuée produit des conidies portées par des conidiophores, tandis que la reproduction sexuée produit des ascospores dans les asques de l’ascome ou de l’ascocarpe.

Compléments

• Les pores septaux permettent la circulation du cytoplasme et des noyaux entre les compartiments hyphaux.

• Le stade dikaryotique résulte de la reproduction sexuée, et les hyphes contiennent un seul noyau pendant la majeure partie du cycle de vie fongique.

• La mitose fermée est caractéristique de la plupart des champignons, mais pas de tous.

• Le basidiocarpe, ou basidiome, est le corps fructifère des Basidiomycota.

💡 Astuce mémo

Ascomycètes : conidies sur conidiophores et ascospores dans les asques ; basidiomycètes : basidiospores à l’extérieur des basides.

📊 Tableaux de synthèse

Reproduction des deux groupes de Dikarya