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Module 10 : Microbiologie générale

Chapitre 6 : Les moisissures

Séquence 116.1. Définition6.2. Structure des moisissures6.3. La reproduction chez les moisissures

Mardi 05 Mai 2020 Du 8h30min à 12h30min

Chapitre 6

Les moisissures :Structures et reproduction

Définitions

Les champignons:

Organismes eucaryotes

- Pluricellulaires et filamenteux (moisissures) ou de forme

prédominante unicellulaire ( levures).

- Capable de se développer en saprophyte ou en symbiotes

(commensal ou pathogène)..

- à cellule(s) pourvue(s) d’une paroi

- à cellule(s) dépourvue(s) de chloroplastes

Donc chimiotrophes et même hétérotrophes.

Champignons

microscopiques

= micromycètes

2 groupes de mycètes microscopiques : - Levures - Moisissures

Levures

Une levure est un champignon unicellulaire généralement

cylindrique, pouvant présenter des pseudo mycéliums ( se

présentant sous formes des cellules attachées). Elles

possèdent un seul noyau.

Se reproduisant soit de façon asexuée (bourgeonnement)

ou de façon sexuée (spores sexuées)

Moisissures

Une moisissure est un champignon pluricellulaire de morphologie filamenteuse.

- Organisés en filaments longs, fins et ramifiés à structure cellulaire appelés hyphes dont l’ensemble forme un mycélium.

- se reproduisant soit de façon asexué soit de façon sexuée ( spores sexués).

Structure des micromycètes

Les divers constituants

Schéma d’uns cellule fongique

Constituants spécifiques: la paroi

Structure des moisissures

Organisation général:

Moisissures = champignon pluricellulaires avec des cellules :

- Certaines organiser en filament appelés hyphes dont l’ensemble forme un mycélium.

- et certaines spécialisés dans la reproduction formant l’appareil sporifère.

L’ensemble de mycélium et de l’appareil sporifère constitue le thalle.

Les cellules des hyphes peuvent être:

- soit séparées par des cloisons (septums) chez les champignons supérieures appelés Septomycètes.

- soit sans cloisons ou à rare cloisons chez les champignons inférieurs appelés Zygomycètes.

Le septum n’empêche pas la communication entre cellules car il existe des pores dans ces cloisons entre cellules juxtaposées.

Le septum n’empêche pas la communication entre cellules car il existe des pores dans ces cloisons entre cellules juxtaposées.

Structure des moisissures

Organisation de quelques champignons inférieurs (Zygomycètes)

Exemple de moisissures, champignons inférieurs

-Moisissures de l’ordre des Mucorales* genre Mucor

* genre Absidia

* genre Rhizopus

Structure des levures

Caractéristiques biologiques des levures

➢ Les cellules sont généralement ovoïdes

➢ Leur taille varie de quelques microns jusqu’à 25-30 µm.

➢ Les levures sont immobiles.

➢ Certaines peuvent former des associations cellulaires ou se présenter sous forme filamenteuse à certains stades de leur vie.

➢ Structure cellulaire eucaryote : le cytoplasme contient les organites traditionnels : mitochondries, appareil de Golgi, Reticulum Endoplasmique, ribosomes, vacuole, granules de réserve.

➢ Noyau limité par une membrane nucléaire et contient des chromosomes.

➢ La cellule est protégée par une paroi rigide de nature essentiellementpolysaccharidique (glucanes ou glucanes + mannanes).

➢ Présence de plasmides.

Ergastoplasme ou

Réticulum endoplasmique

rugueuxLiposome

Mitochondrie

Membrane

cytoplasmique Nucléole

Réticulum

endoplasmique

lisse

Vacuole

Cytologie des levures

Schéma structural d’une cellule de levure

Cicatrice de bourgeonnement

Ribosomes

Centriole

ParoiNoyau

➢ Le noyau conserve la membrane nucléaire au cours de sa division. Le nombrede chromosomes peut varier avec l’espèce.

➢ La membrane cytoplasmique se compose de trois feuillets:✓ un médian constitué de lipides et phospholipides✓ deux autres composés de protéines impliqués dans l’entrée et la sortie

des solutés et dans les actions enzymatiques.

➢ La paroi cellulaire est rigide et responsable de la forme de la cellule. Lors du bourgeonnement (séparation des cellules) il y a formation d’une cicatrice de bourgeonnement sur la cellule mère et d’une cicatrice de naissance sur le bourgeon (Belin, 1972). La cellule meurt lorsqu’il n’y a plus d’espace dépourvu de cicatrices où le bourgeon peut se faire.

➢ Une capsule chez certaines levures.

Des structures protéiques filamenteuses ont été signalées chez des souches de Saccharomyces, qui pourraient jouer un rôle dans la floculation.

En fonction des conditions physicochimiques et de l’âge de la culture, il peut y avoir :

✓Modification de la morphologie cellulaire

✓Formation d’une capsule polysaccharide

✓Absence ou présence de vacuoles et de globules lipidiques

✓Développement de mitochondries.

C’est au niveau des vacuoles que se trouve le pool des acides aminéslibres, de purines, de phosphates, d’hydrolases...

• La cytoplasme renferme:

✓ les organites cellulaires

✓ les ribosomes

✓ les enzymes

✓des polyphosphates

✓du glycogène et du tréhalose.

• Sucres de réserve dans la cellule de levure:

✓Le glycogène (peut constituer jusqu’à 12% du poids sec descellules) est accumulé pendant la phase stationnaire lorsquel’azote devient limitant et qu’il reste encore du glucose dans lemilieu (Costa-Carvalho et al., 1986).

✓Le tréhalose (peut constituer jusqu’à 16% du poids sec descellules). En plus d’être un sucre de réserve peut égalementjouer un rôle aussi dans l’osmotolérance, et sera synthétisé enréponse à un stress osmotique.

Ensemble glycogène et tréhalose peuvent atteindre 20% du poidssec des cellules. Ils fournissent l’énergie aux cellules pendant les phasesd’adaptation aux nouveaux milieux ou lors de la sporulation

Métabolisme

• Pour leur développement, les levures ont besoin :

✓de composés organiques carbonés, qui procurent à la fois la source de carbone et la source d’énergie:

➢Toutes les levures sont capables d’utiliser le glucose et le fructose

✓de composés azotés réduits sous forme d’ammonium pour la synthèse des protéines et des acides nucléiques

✓d’éléments minéraux variés (en fonction des espèces).

Aérobie stricte Aéro-anaérobie facultative

Préférant unmétabolisme fermentaire (même en présence d’O2)

Préférant un métabolisme oxydatif

Rhodotorula Saccharomyces Candida

Dhodosporidium Schizosaccharomyces KluyveromycesLipomyces Brettanomyces La plupart des :Saccharomycopsis Quelques espèces de : Pichia

Cryptococcus Torulopsis Hansenula

Sporobolomyces Quelques espèces de :

Quelques espèces de : Torulopsis

Hansenula

PichiaTorulopsis

Debaryomyces

Type respiratoire de quelques levures

➢ métabolisme oxydatif :

Toutes les levures sont capables de dégrader le glucose, le fructose et le mannose en présence d’oxygène.

Cette réaction produit du CO2 et de l’H2O, par l’intermédiaire du cycle de Krebs :

glucose pyruvate (par oxydation).

Cette réaction est très énergétique (6 ATP + 2 NADH au cours de la glycolyse) et permet aux cellules une importante multiplication.

D’autre molécules peuvent être métabolisées: mono-, di- (ex: maltose pour panification), tri-, poly-saccharide (ex: amidon), des alcools et des acides.

Cependant, d’une façon générale les levures ont des potentialités hydrolytiques des macromolécules bien moindre que les moisissures.

Caractéristiques physiologiques

Température

Température courante de culture : entre 25 et 30°C

➢Les levures mésophiles sont celles qui peuvent se développer de 0 à48°C.

➢Quelques levures psychrophiles :

▪ Température maximale de croissance à 20°C ou moins.

▪ Température minimale à 5°C (mais dépend du milieu).

▪ Les levures psychrophiles sont en nombre limité de levures, environ une dizaine (Cryptococcus, Leucospridium, Torulopsis), isolées des eaux ou des sols de l’Antarctique.

Caractéristiques physiologiques

Température

➢Levures thermophiles :▪ Température minimale de croissance de 20°C

▪ la température maximale de développement de 48-50°C (définition différente de celle des bactéries thermophiles).

▪ Seulement cinq levures entrent dans cette catégorie. Ces levuresvivent habituellement dans le tube digestif des animaux.

Généralement les levures ne sont pas thermorésistantes, leurdestruction commence dès 52°C.

Pression osmotique et activité de l’eau

Les effets de la pression osmotique varie d’une souche à l’autre.

La plupart des levures ne peuvent se développer pas avec des aw =0.90.

Toutefois, il existe des exceptions avec certaines levures qui sont capable de tolérer des pressions osmotiques élevées correspondant à une activité de l’eau de l’ordre de : aw = 0.60.

Pression osmotique et activité de l’eau

En contre parti, ses levures auront un métabolisme lent :

• Zygosaccharomyces

• Debaryomyces Hansenii

• Hansenula anomala

• Pichia ohmeri

• Schizosaccharomyces pombe

• Torulopsis candida

• Torulopsis lactis condensi

Ces levures sont dites xérotolérantes.

Les agents chimiques

Les acides

Les enveloppes cellulaires sont imperméables aux ions H+ et OH-.

Les levures tolèrent donc des gamme de pH théoriquement de

2.4 à 8.6. Entre ces valeurs, le pH intracellulaire ne varie que

de 5.8 à 6.8.

En présence d’acide, il y a arrêt de la multiplication cellulaire alors

que les autres activités (respiration, fermentation des sucres)

continuent.

Les agents chimiques

Le sulfite

Le SO2 a un effet inhibiteur plus prononcé sur les bactéries que sur

les levures, ce qui est utilisé pour la fabrication du vin (réduire le

nombre de bactérie et enrichir en levure).

L’action du sulfite dépend du pH.

• Plus le pH est bas, plus l’équilibre SO2 HSO3- SO3

2- est déplacé

vers le SO2, qui est le composé le plus actif contre les micro-

organismes

L’éthanol

Toutes les levures ne présentent pas la même sensibilité à l’éthanol. Les levures

les plus résistantes sont les Saccharomyces. C’est pour cela qu’elles sont utilisés dans

les procédés de fermentations alcooliques.

La tolérance à l’éthanol dépend de la composition des membranes cytoplasmiques

des cellules (qui dépend aussi du milieu de culture et de la température).

L’accumulation d’éthanol dans le milieu se traduit par une augmentation de la

teneur en stérols et en acides gras insaturés des membranes.

Reproduction des micromycetes

Les deux modes de reproduction:

- Reproduction asexuée par l’intèrmidiaire des spores.- Reproduction sexuée mettant en jeu la formation d’une cellule

« œuf ».

Remarque: on parle par fois de:- Champignon parfaits: champignon capables de reproduction

sexuée ( et asexuée).

- Champignons imparfaits: champignons dotés d’une reproduction asexuée et pour lesquels il n’existe pas ( ou l’on ne connaît pas) de reproduction sexuée.

La production asexuée

Elle met en jeu :

-soit une cellule spécialisée

- soit une cellule provenant d’une simple multiplication de la cellule initiale

Reproduction asexuée par formation d’une cellule spécialisée

Nature de la cellule spécialiséeCellule spécialisée :

- Peut provenir de la transformation des cellules du thalle : spore thallique (ex : spores thalliques de Geotrichum).

- Peut être formée à l’intérieur d’une structure différenciée appelée sporange (ex : spores endogènes des Mucorales)

- Peut être portée par une structure spécialisée , la phialide : conidies ou conidiospores des Aspergillus ou Penicillium)

Reproduction par une cellule provenant d’une simple multiplication de la cellule initiale

Il s’agit de cellules provenant d’un bourgeonnement plus ou moins complexe d’une cellule : spore blastique (ex : blastospore des levures)

Les différentes étapes du développement asexué

La spore asexuée va :

- germer, subir une mitose

- donner un filament mycélien

Le filament mycélien se ramifie et produit un appareil

sporifère qui génère des spores…..

La reproduction sexuée

Principe

Des cellules du champignon à 2n chromosomes (donc

diploïdes) subissent une méiose pour former des

cellules haploïdes (à n chromosomes) appelées spores

(encore !) = spores sexuées.

Des spores de 2 individus à caractères sexuels opposés

s’unissent pour former une nouvelle cellule diploïde

appelée cellule œuf.

Les étapes de la reproduction sexuée

Reproduction sexuée et classification

La reproduction asexuée et sexuée de Saccharomyces cerevisiae

La reproduction asexuée et sexuée de Saccharomyces cerevisiae