L'identification précise des champignons, en particulier des agents pathogènes tels que l'oïdium, repose en grande partie sur l'examen minutieux de leurs structures microscopiques. Ce travail de détective exige une compréhension approfondie des unités structurales fongiques, des méthodes d'observation et des caractéristiques morphologiques clés.
Les Fondamentaux de l'Anatomie Fongique
Les champignons filamenteux sont constitués d'unités structurales de base appelées hyphes. L'observation de ces hyphes au microscope permet de distinguer plusieurs caractéristiques essentielles à l'identification.
Structure des Hyphes
- Septées ou non septées : Il est crucial de déterminer si les hyphes sont divisées par des cloisons transversales (septa) ou si elles sont continues. Cette distinction est fondamentale pour la classification.
- Ramification : Le motif de ramification des hyphes est également une caractéristique taxonomique importante, car il peut varier considérablement entre les espèces.
Structures de Reproduction Asexuée : Les Conidies
Les conidies sont des spores asexuées produites par de nombreuses espèces de champignons. Leur formation et leur arrangement sont des éléments clés de l'identification.
- Conidiophore : Le conidiophore est la structure spécialisée qui porte les conidies. Sa morphologie est souvent distinctive.
- Arrangement : La façon dont les conidies sont arrangées sur le conidiophore, qu'elles soient solitaires ou en chaînes, est une caractéristique cruciale. Les conidies peuvent être grandes et multicellulaires, avec des septa transversaux et longitudinaux.
Structures Reproductives Sexuées : Les Ascospores
À la fin de la saison de croissance, les champignons de l'oïdium produisent des spores sexuées, appelées ascospores. Ces spores sont contenues dans un asque (pl. asques) en forme de sac, lui-même enfermé dans un corps fructifère appelé chasmothécie (pl. chasmothécies). Le terme « cleistothécie » était autrefois utilisé pour cette structure et est encore largement répandu.
- Chasmothécie : La chasmothécie est généralement sphérique et dépourvue d'ouverture naturelle. Les asques contenant les ascospores sont libérés lorsqu'une fissure se développe dans la paroi du corps fructifère. Ce type de corps fructifère est unique parmi les Ascomycètes.
- Appendices : Une variété d'appendices peut se trouver à la surface des chasmothécies. Ces appendices sont des indicateurs morphologiques importants pour la classification.
Méthodes d'Observation Microscopique
Pour étudier ces structures fongiques, diverses techniques de microscopie sont employées.
Préparation d'Échantillons pour la Microscopie
- Procédure avec KOH (hydroxyde de potassium) : Une méthode courante consiste à placer le spécimen sur une lame avec une goutte de KOH à 10-20%. Le KOH aide à dissoudre la matière végétale et à rendre les structures fongiques plus visibles.
- Coloration de Gram : Bien que principalement utilisée pour les bactéries, la coloration de Gram est un colorant polyvalent qui différencie les cellules en fonction de la structure de leur paroi cellulaire.
- Encre de Chine pour les Kystes et Spores : Pour l'observation de kystes (ronds ou ovales, 5-8 μm, à paroi épaisse) et de trophozoïtes (petites cellules irrégulières, 1-2 μm), ainsi que de petites spores ovales (1-4 μm), on peut mélanger une goutte de liquide céphalorachidien (LCR) avec une goutte d'encre de Chine sur une lame. L'encre de Chine met en évidence la capsule des organismes, les rendant plus facilement visibles.
L'Oïdium : Un Parasite Biotrophe Superficiel
Les champignons responsables de l'oïdium sont des parasites obligatoires, biotrophiques, appartenant au phylum Ascomycota du règne des Fungi. Les maladies qu'ils provoquent sont courantes, répandues et facilement reconnaissables.
Conditions Favorables à l'Infection
L'infection par le champignon est favorisée par une humidité élevée mais non par l'eau libre. Contrairement à la plupart des agents pathogènes fongiques, les champignons de l'oïdium ont tendance à se développer de manière superficielle, ou épiphytique, à la surface des plantes.
Croissance et Nutrition
Pendant la saison de croissance, les hyphes sont produites sur les surfaces supérieure et inférieure des feuilles, bien que certaines espèces soient limitées à une seule surface foliaire. Des infections peuvent également survenir sur les tiges, les fleurs ou les fruits. Des cellules d'absorption spécialisées, appelées haustoria, s'étendent dans les cellules épidermiques de la plante pour obtenir leur nutrition.
Reproduction Asexuée de l'Oïdium
Des conidies (spores asexuées) sont également produites à la surface des plantes pendant la saison de croissance. Elles se développent soit isolément, soit en chaînes sur des hyphes spécialisées appelées conidiophores. Les conidiophores proviennent des hyphes épiphytiques ou, dans le cas d'hyphes endophytiques, les conidiophores émergent par les stomates des feuilles.
La Taxonomie Révisée des Oïdiums
La taxonomie des champignons de l'oïdium (ordre Erysiphales) a récemment subi une révision approfondie basée sur des données de séquençage d'ADN. Auparavant, l'identification reposait largement sur le téléomorphe (stade sexué) et la morphologie de la chasmothécie et de ses appendices, mais la morphologie de la structure n'est pas aussi conservée qu'on le supposait à l'origine.
Nouvelle Approche Taxonomique
Avec la nouvelle taxonomie, l'identification des oïdiums nécessite désormais également des attributs de l'anamorphe (stade asexué), de sorte qu'elle incorpore les caractéristiques du champignon entier (anamorphe plus téléomorphe, c'est-à-dire l'holomorphe). Les genres d'oïdium sont maintenant regroupés en cinq tribus, et certains genres ont été ajoutés ou fusionnés.
Critères d'Identification
Une distinction majeure pour l'identification est de savoir si les conidies sont produites en chaînes ou individuellement. Cependant, cette distinction peut être difficile à observer, et dans certains genres, en particulier chez les Erysipheae, les conidies produites individuellement peuvent « coller ensemble » pour former des pseudochaines, qui ne sont pas de vraies chaînes. D'autres caractéristiques qui aident à la classification sont l'emplacement du mycélium (épiphytique ou endophytique) et la spécificité de l'hôte. De plus, la présence d'un ou de plusieurs asques dans chaque chasmothécie peut également être utile pour l'identification.
L'Impact des Oïdiums sur les Plantes
Les oïdiums sont des maladies polycycliques qui peuvent altérer la photosynthèse, entraver la croissance et augmenter le taux de sénescence des tissus de l'hôte.
Étude Microscopique des Stades Asexués et Sexués
L'observation des différents stades du champignon est essentielle pour une identification complète.
Stade Asexué : Observation du Mycélium et des Conidies
Avec une loupe binoculaire, il faut examiner la surface d'une feuille malade à la recherche de la présence de mycélium à la surface de la feuille (croissance épiphytique). Il faut observer la surface de la feuille à la recherche de conidies et de conidiophores produits à la surface de la plante par des hyphes épiphytiques, ou émergeant par les stomates d'hyphes endophytiques. Plier une section de la feuille peut faciliter l'observation de ces structures de profil le long du pli.
Tutoriel sur la fabrication de lames permanentes pour la microscopie
Pour une observation plus détaillée avec un microscope composé, on peut utiliser une bande de ruban adhésif transparent (plus petite qu'une lame de microscope). Il faut tenir une extrémité du ruban et lisser légèrement le reste du ruban (côté collant vers le bas) sur les conidies et les conidiophores. Ensuite, placer le ruban, côté collant vers le bas, sur une goutte d'eau sur la lame de microscope. Observer avec un microscope composé.
Stade Sexué : Examen des Chasmothécies et Ascospores
Il convient d'examiner des feuilles fraîches ou séchées à l'aide d'une loupe binoculaire à la recherche de petites structures sphériques noires (chasmothécies). En retirer plusieurs avec du ruban adhésif (comme ci-dessus) ou avec une aiguille à dissection humidifiée ou une lame de rasoir, les placer dans une goutte d'eau sur une lame de microscope et ajouter une lamelle si nécessaire. Examiner la chasmothécie avec un microscope composé.
En utilisant les descriptions fournies dans les clés d'identification, il faut déterminer le type d'appendices présents à la surface du corps fructifère. Après avoir observé les appendices, appuyer délicatement sur la lamelle ou le ruban avec l'extrémité émoussée d'une aiguille à dissection pour ouvrir le corps fructifère et permettre la libération des asques.
Les clés et les diagrammes de certains des genres d'oïdium courants sont ensuite utilisés pour identifier l'agent causal au genre. Dans un tableau, il est recommandé d'enregistrer l'emplacement des conidiophores, le type de formation des conidies, le nombre d'asques par chasmothécie et une description des appendices trouvés sur la chasmothécie.
Étudier les Ascospores Vivantes : Une Approche Novatrice
Une nouvelle publication de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et de la Farlow Reference Library and Herbarium of Cryptogamic Botany vise à fournir aux chercheurs des « caractérisations morphologiques standardisées, précises et complètes des ascospores vivantes ».
Importance des Ascospores Vivantes et Matures
Les caractéristiques des ascospores telles que la taille, la forme, la couleur, la septation, l'épaisseur de la paroi et la guttulation, entre autres, sont fournies dans les manuels d'identification et les descriptions de nouvelles espèces. Cependant, traditionnellement, les ascospores sont généralement décrites à partir de matériel de fongarium mort, et malheureusement, parfois à partir de spécimens immatures ou surmatures. Les ascospores vivantes et matures, cependant, présentent une richesse de caractéristiques morphologiques taxonomiquement informatives qui sont perdues ou obscurcies lorsqu'elles meurent. Des exemples des changements morphologiques graves que subissent les ascospores lorsqu'elles meurent sont fournis dans cette publication.
Défis dans l'Observation des Ascospores Vivantes
Les données provenant d'ascospores vivantes peuvent ne pas être observées et enregistrées par les mycologues car les pratiques de terrain et de laboratoire ne donnent pas la priorité à l'étude de spécimens fraîchement collectés. Cette revue aborde comment évaluer la maturité des ascospores et décrit des méthodes pour produire un dépôt d'ascospores dans le but d'obtenir des ascospores vivantes et matures.
Production et Utilisation des Ascospores Vivantes
Les ascospores sont éjectées d'asques vivants et matures sur une lamelle ou un milieu de croissance. Les ascospores collectées sur ces surfaces peuvent être utilisées dans des études de microscopie et de culture. Des notes sur une méthode d'isolement des conidies sur un milieu de croissance sont également fournies. Ce guide s'adresse à ceux qui ont une compréhension de base des ascomycètes, y compris les différents types d'ascomata et les mécanismes de libération des ascospores. Les méthodes données dans cet article sont principalement appliquées aux champignons ascomycètes qui ont une décharge active d'ascospores. Certaines méthodes peuvent être adaptées pour être utilisées avec d'autres groupes qui ont une décharge passive.
Questions Clés en Mycologie de l'Oïdium
- Pourquoi les agents pathogènes fongiques sont-ils fréquemment attribués à plusieurs genres ? Cette question est pertinente compte tenu de la révision taxonomique et de la complexité des cycles de vie des champignons, qui peuvent présenter des stades asexués et sexués avec des morphologies très différentes, conduisant historiquement à des classifications distinctes pour chaque stade. La nouvelle taxonomie, en incorporant l'holomorphe, vise à résoudre cette problématique.
- Pourquoi l'eau libre à la surface d'une plante pourrait-elle être défavorable à un agent pathogène de l'oïdium ? Cette question est cruciale pour comprendre l'épidémiologie de la maladie. Bien que l'oïdium préfère une humidité élevée, l'eau libre peut entraver la germination des conidies et l'établissement des hyphes en les lavant de la surface de la plante ou en créant des conditions anaérobies locales défavorables à leur croissance superficielle.
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