Fiche de révision : Mycologie générale et reproduction fongique

📋 Plan du Cours

1. Origine et caractères du règne fongique
2. Paroi et croissance des hyphes
3. Nutrition et modes de vie fongiques
4. Thalles et organisation des hyphes
5. Dimorphisme et structures parasitaires
6. Microsporidies et champignons inférieurs
7. Dikaria et champignons supérieurs
8. Ascomycota et leurs intérêts
9. Basidiomycota : usages et toxicité
10. Multiplication végétative et ergots
11. Reproduction asexuée et conidies
12. Reproduction sexuée et cycles fongiques

📖 1. Origine et caractères du règne fongique

🔑 Notions clés & Définitions

• Thallophyte : Organisme non mobile à thalle, dépourvu de tissus vascularisés, de feuilles, de tiges et de racines.
• Cryptogame : Organisme se reproduisant par spores, dont la reproduction sexuée est dite cachée.

📝 Points essentiels

• Les champignons appartiennent au règne fongique, un ensemble monophylétique, et au super-règne des Opisthokontes.

📌 Les champignons sont davantage apparentés au règne animal qu’au règne végétal.

💡 Astuce mémo

Eucaryotes fongiques : plus proches des animaux que des végétaux

📖 2. Paroi et croissance des hyphes

★ À maîtriser

• Les champignons sont des eucaryotes possédant un noyau et des organites compartimentés.

• La paroi fongique contient de la chitine et des glucanes, qui contribuent à sa rigidité et à sa cohésion.

• Chez les champignons filamenteux, la croissance est polaire et apicale, et les flux cytoplasmiques dirigés vers l’apex alimentent l’élongation de l’hyphe.

Compléments

• La chitine est un polymère de N-acétyl-glucosamine lié par des liaisons β1/4, qui contribue à la résistance et au maintien de la forme cellulaire.

• Chez Saccharomyces cerevisiae, les glucanes présentent des liaisons β1/6 et β1/3, tandis que chez Aspergillus fumigatus, elles sont β1/3 et α1/3.

💡 Astuce mémo

Flux vers l’apex → croissance et sécrétion

📖 3. Nutrition et modes de vie fongiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Saprophytes : Se nourrissent de matière organique morte et contribuent à son recyclage.
• Mycorhize : Association symbiotique entre un champignon et les racines d’une plante, où la plante fournit du carbone et le champignon augmente la surface d’absorption racinaire.

★ À maîtriser

• Les champignons digèrent la matière organique à l’extérieur de leur organisme en sécrétant des enzymes hydrolytiques, puis absorbent les petites molécules solubles obtenues.

📌 Les biotrophes maintiennent les cellules hôtes vivantes pour les exploiter, les nécrotrophes les tuent pour se nourrir et les hémibiotrophes commencent par une phase biotrophe avant de devenir nécrotrophes.

Compléments

📌 Les endomycorhiziens pénètrent dans les cellules végétales, tandis que les ectomycorhiziens restent à leur périphérie sans y entrer.

💡 Astuce mémo

Biotrophe : hôte vivant ; nécrotrophe : hôte tué

📖 4. Thalles et organisation des hyphes

🔑 Notions clés & Définitions

• Thalle : Appareil végétatif des champignons, formé de cellules peu ou pas différenciées et dépourvu de tissus conducteurs.
• Article : Portion d’hyphe comprise entre deux septa.

★ À maîtriser

• Le thalle des levures est unicellulaire, tandis que celui des moisissures est pluricellulaire et filamenteux, formant un mycélium constitué d’hyphes.

📌 Les hyphes septés possèdent des cloisons transversales percées de pores, tandis que les hyphes coenocytiques sont dépourvus de septa et contiennent plusieurs noyaux dans un cytoplasme continu.

Compléments

• Le diamètre des hyphes varie généralement de 1 à 30 μm.

• Les levures se multiplient par divisions cellulaires, et leurs colonies visibles sur milieu solide correspondent à leur thalle.

💡 Astuce mémo

Septé : compartiments ; coenocytique : cytoplasme continu

📖 5. Dimorphisme et structures parasitaires

★ À maîtriser

• Chez Ustilago maydis, l’état levure haploïde est saprophyte, tandis que l’état filamenteux dicaryotique est pathogène pour le maïs.

• L’infection végétale débute par la germination d’une spore, suivie de la formation d’un appressorium, de la pénétration des tissus puis du développement d’hyphes invasifs.

Compléments

📌 Chez Candida albicans, le thalle peut prendre une forme levure, pseudo-hyphale ou hyphale véritable selon les conditions environnementales.

• La mélanine rigidifie et imperméabilise partiellement la paroi de l’appressorium, limitant les pertes d’eau et de solutés et aidant à maintenir sa pression interne.

• Les spores peuvent être transportées par :

  • le vent
  • l’eau
  • les insectes
  • les animaux
  • l’activité humaine

• Les stratégies de survie en l’absence d’hôte comprennent :

  • des spores résistantes
  • des structures de dormance
  • la résistance à la dessiccation
  • la survie dans le sol
  • la survie dans les débris végétaux

💡 Astuce mémo

Spore → appressorium → pénétration → colonisation

📖 6. Microsporidies et champignons inférieurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Microsporidies : Eucaryotes unicellulaires parasites intracellulaires obligatoires, proches des champignons, qui ont perdu secondairement leurs mitochondries.

★ À maîtriser

📌 Les Chytridiomycota possèdent des zoospores flagellées et vivent souvent en milieu aquatique ou humide, tandis que les Glomeromycota forment des endomycorhizes à arbuscules sans zoospores flagellées.

Compléments

• Environ 800 espèces de microsporidies infectent des hôtes variés, principalement des vertébrés et des arthropodes.

• La spore de microsporidie expulse son tube polaire, qui inocule le sporoplasme dans la cellule hôte, où le parasite se multiplie par mitoses avant de former de nouvelles spores.

• Les microsporidioses humaines sont surtout des infections opportunistes chez les personnes immunodéprimées, notamment atteintes du SIDA, et touchent les cellules épithéliales pulmonaires et intestinales.

• Les endomycorhizes des Glomeromycota concernent environ 80 % des plantes vasculaires terrestres.

📌 Les Zygomycota ont des hyphes non cloisonnés et dépourvus de spores flagellées, tandis que les Deuteromycota désignaient des champignons dont aucune reproduction sexuée n’était connue.

• En 2011, les Deuteromycota ont été supprimés de la classification internationale selon la règle « un champignon = un nom ».

📖 7. Dikaria et champignons supérieurs

📝 Points essentiels

• Les Dikaria regroupent les Ascomycota et les Basidiomycota, dont les thalles sont formés d’hyphes septés.

• Chez les Dikaria, la plasmogamie forme un dicaryon, la caryogamie produit un noyau diploïde transitoire, puis la méiose produit des méiospores haploïdes.

📌 Chez les Ascomycota, les ascospores sont formées à l’intérieur de l’asque, tandis que chez les Basidiomycota, les basidiospores sont formées à l’extérieur de la baside.

📌 Un homocaryon possède un seul type de noyau haploïde, tandis qu’un dicaryon contient deux types de noyaux haploïdes dans la même cellule.

💡 Astuce mémo

Asque : spores internes ; baside : spores externes

📖 8. Ascomycota et leurs intérêts

★ À maîtriser

• Penicillium chrysogenum est utilisé pour la production industrielle de pénicilline, initialement découverte chez P. notatum en 1928.

• Aspergillus fumigatus est un pathogène opportuniste responsable d’aspergilloses chez les patients immunodéprimés.

Compléments

• Les Ascomycota comprennent plus de 80 000 espèces et constituent le plus grand groupe de champignons.

• Les levures ascomycètes servent aux fermentations du :

  • pain
  • bière
  • vin

• Penicillium expansum produit la patuline, tandis que Penicillium roqueforti est utilisé dans la fabrication de fromages.

• Les ascocarpes sont des organes reproducteurs macroscopiques d’Ascomycota contenant des asques.

• La truffe noire Tuber melanosporum est ectomycorhizienne et vit en symbiose avec les racines du chêne ou du noisetier.

📖 9. Basidiomycota : usages et toxicité

★ À maîtriser

• Chez les Basidiomycota, la baside est le lieu de la caryogamie et de la méiose, et les basidiospores sont expulsées grâce au stérigmate.

• Amanita phalloides contient l’α-amanitine, qui inhibe l’ARN polymérase II et est responsable d’environ 95 % des décès liés aux intoxications fongiques.

Compléments

• Trois groupes de Basidiomycota sont distingués :

  • Ustilaginomycotina, agents de maladies du maïs et du charbon
  • Pucciniomycotina, agents de rouilles végétales
  • Agaromycotina, champignons à pied et chapeau

• Agaricus bisporus représente environ 40 % de la production mondiale de champignons cultivés, Pleurotus ostreatus environ 25 %, Volvariella volvacea environ 16 % et Lentinula edodes environ 10 %.

• Environ 10 g de carpophore d’Amanita phalloides peuvent être mortels.

• Les Cortinarius produisent de l’orellanine, toxique notamment pour les reins.

📖 10. Multiplication végétative et ergots

🔑 Notions clés & Définitions

• Thallospore : Fragment du thalle capable de redonner un individu génétiquement identique au parent.

★ À maîtriser

📌 La multiplication végétative propage le champignon sans spores spécialisées ni fécondation, tandis que la reproduction asexuée produit des spores par mitoses sans fusion nucléaire ni méiose.

• Claviceps purpurea produit un sclérote appelé ergot du seigle, riche en alcaloïdes biologiquement actifs pouvant provoquer l’ergotisme.

Compléments

• Les arthrospores résultent de la fragmentation des hyphes en articles séparés et assurent notamment la dissémination du champignon.

📌 Les chlamydospores ont une paroi épaisse et favorisent la survie en conditions défavorables, tandis que le sclérote est une masse compacte d’hyphes mélanisés riches en réserves nutritives qui permet notamment la survie hivernale.

• L’ergotamine est un vasoconstricteur utilisé contre les migraines et les céphalées, l’ergométrine favorise les contractions utérines et limite les hémorragies après l’accouchement, et la bromocriptine est utilisée notamment contre la maladie de Parkinson.

💡 Astuce mémo

Multiplication végétative : clones sans spores spécialisées ; reproduction asexuée : mitospores

📖 11. Reproduction asexuée et conidies

🔑 Notions clés & Définitions

• Conidie : Spore asexuée formée par mitose et génétiquement identique au champignon parent.

📝 Points essentiels

• Les conidies sont produites sur des conidiophores, qui peuvent être libres ou regroupés dans des structures protectrices.

• Chez Penicillium, les conidiophores sont ramifiés en forme de main, tandis que chez Aspergillus, ils présentent une vésicule terminale évoquant un tournesol.

• Les pycnides sont des cavités fermées contenant des conidiophores et protégeant les spores avant leur libération.

• Les acervules sont des amas de conidiophores formés sous l’épiderme végétal, puis exposés lors de la rupture des tissus infectés.

📖 12. Reproduction sexuée et cycles fongiques

★ À maîtriser

• La reproduction sexuée fongique alterne plasmogamie, formation d’un état dicaryotique, caryogamie et méiose, qui produit des cellules haploïdes génétiquement différentes.

• Chez les Ascomycota, l’asque subit la caryogamie puis la méiose, suivie généralement d’une mitose supplémentaire qui produit 8 ascospores.

📌 Une maladie monocyclique comporte une seule contamination principale durant la saison, tandis qu’une maladie polycyclique connaît plusieurs cycles de contamination secondaire au cours de la même saison.

Compléments

📌 L’homothallisme permet l’autofécondation, tandis que l’hétérothallisme nécessite deux individus compatibles différents.

• Chez de nombreux Ascomycota, la plasmogamie prend la forme d’une trichogamie, où les spermaties sont captées par un trichogyne relié au gamétocyste femelle.

📌 L’apothécie est un ascocarpe ouvert en forme de coupe, le périthèce est fermé et muni d’un orifice, et le cléistothèce est totalement fermé.

💡 Astuce mémo

Plasmogamie → dicaryon → caryogamie → méiose