Penicillium : Description, structure et reproduction

Dans cet article, nous aborderons :- 1. Description du Penicillium 2. Structure végétative du Penicillium 3. Reproduction.

Description du Penicillium :

Penicillium est un champignon saprophyte, communément appelé moisissure bleue ou verte. Selon Raper et Thom (1949), le genre comprend 1 36 espèces, réparties dans le monde entier. Elles sont présentes dans le sol, dans l’air, sur les fruits, légumes, viandes en décomposition, etc.

Le « médicament miracle » pénicilline a été découvert pour la première fois par Sir Alexander Fleming à l’hôpital Sant Mary, Londres, en 1929 ; pendant son travail avec une bactérie Staphylococcus aureus responsable de furoncle, escarboucle, septicémie dans les plaies et les brûlures etc, se contamine avec des spores de moisissure (Penicillium notatum) qui après une croissance adéquate provoque la mort de 5. aureus montrant une zone lytique autour de lui-même.

Il a isolé et appelé ce composé antimicrobien comme la pénicilline. Plus tard, Raper et Alexander (1945) ont sélectionné une souche de P. crysogenum, plus efficace que P. notatum, pour la production de pénicilline. L’importance de Penicillium est mentionnée dans le tableau 4.6.

Structure végétative du Penicillium :

Le corps végétatif est mycélien (Fig. 4.42A, B). Le mycélium est abondamment ramifié avec des hyphes septés, composés de cellules à paroi mince contenant un à plusieurs noyaux (Fig. 4.42C). Chaque septum possède un pore central, par lequel la continuité cytoplasmique est maintenue.

Certains mycéliums se développent plus profondément dans le substrat pour absorber des matières alimentaires et d’autres restent sur le substrat et développent un feutre mycélien. La nourriture de réserve est présente sous forme de globules d’huile.

Reproduction chez Penicillium :

Penicillium se reproduit par voie végétative, asexuée et sexuée.

1. La reproduction végétative :

Elle a lieu par rupture accidentelle du mycélium végétatif en deux ou plusieurs fragments. Chaque fragment se développe ensuite individuellement comme le mycélium mère.

2. Reproduction asexuée :

La reproduction asexuée se fait par des spores unicellulaires, uninucléées et non mobiles, les conidies ; formées sur le conidiophore (Fig. 4.43).

Le conidiophore se développe comme une branche érigée à partir de n’importe quelle cellule du mycélium végétatif. Le conidiophore peut être non ramifié (P. spinulosum, P. thomii) ou devenir diversement ramifié (P. expansum). La branche du conidiophore (Fig. 4.44B) est connue sous le nom de ramus (pluriel rami) qui se ramifie ensuite sous le nom de metulae. Un certain nombre de phialides ou de sterigmata en forme de flacon se développe à l’extrémité de chaque métulae.

Chaque sterigmata développe à son extrémité un certain nombre de conidies disposées basipétalement (la plus jeune près de la mère et la plus ancienne à l’écart de celle-ci). Chez les espèces (P. spinulosum) à conidiophore non ramifié, le sterigmata se développe à l’extrémité du conidiophore. Rarement (P. claviforme), de nombreux conidiophores s’agrègent pour former une fructification en forme de massue appelée coremium, qui développe des conidies connues sous le nom de coremiospores.

Pendant le développement de la conidie, l’extrémité du stérigmate se gonfle et son noyau se divise mitotiquement en deux noyaux, dont l’un migre dans l’extrémité gonflée et par cloison la région gonflée se coupe de la mère et forme la conidie non nucléée.

L’extrémité du stérigmate gonfle à nouveau et suivant la même procédure se forme une deuxième conidie qui pousse la première vers le côté extérieur. Ce processus se répète plusieurs fois et ainsi se forme une chaîne de conidies.

Les conidies (Fig. 4.44C) ont une structure ovale, elliptique ou globulaire avec une surface extérieure lisse, rugueuse, échinulée et des colorations diverses comme le vert, le jaune, le bleu, etc.

Après maturation, les conidies se détachent de la mère et sont dispersées par le vent. Sur un substrat approprié, elles germent (Fig. 4.44D) en développant un tube germinatif. Le noyau subit des divisions mitotiques répétées et tous les noyaux entrent dans le tube germinatif. La formation de septa se poursuit avec l’élongation du tube germinatif et finalement un nouveau mycélium ramifié septal se développe.

3. la reproduction sexuée :

La reproduction sexuée n’a été étudiée que chez quelques espèces (Fig. 4.44). Elle présente une grande variation allant de l’isogamie (P. bacillosporum), l’oogamie (P. vermiculatum) à la somatogamie (P. brefeldianum). La plupart des espèces sont homothalliques, sauf quelques unes comme P. luteum qui sont hétérothalliques. Les ascocarpes sont rarement formés. Sur la base des ascocarpes, différents genres peuvent être attribués comme Europenicillium, Talaromyces et Carpenteles.

Le genre Talaromyces est composé de 15 espèces. Toutes les espèces de Talaromyces étudiées sont homothalliques. Le compte rendu de la reproduction sexuée traite de Talaromyces vermiculatus (= Penicillium vermiculatum) a été décrit par Dangeard (1907). Ce spedes présente une reproduction sexuelle de type oogamique. Les organes sexuels femelles et mâles sont respectivement l’ascogonium et l’anthéridium’.

L’ascogonium se développe à partir de n’importe quelle cellule du filament végétatif sous la forme d’un corps érigé uninucléé et unicellulaire (Fig. 4.44E). Le noyau subit ensuite des divisions mitotiques répétées et produit 32 ou 64 noyaux (Fig. 4.44F).

L’anthéridie se développe simultanément avec l’ascogonium à partir de n’importe quelle hyphe voisine (Fig. 4.44F). C’est également une branche uninucléée et unicellulaire qui s’enroule autour de l’ascogonium. La région apicale de la branche anthéridique se coupe par le septum et forme un anthéridium unicellulaire et uninucléé court et quelque peu gonflé (Fig. 4.44G).

Après maturation de l’ascogone et de l’anthéridie, l’extrémité de l’anthéridie se courbe et touche la paroi ascogonale. La paroi commune au point de contact se dissout et les deux cytoplasmes s’entremêlent alors.

Le noyau de l’ .anthéridie ne migre pas (Fig. 4.44H) dans l’ascogone (Dangeard, 1907). Plus tard, l’appariement des noyaux dans l’ascogonium se fait par les seuls noyaux ascogoniaux. L’ascogonium se divise alors par cloison en de nombreuses cellules binucléées, disposées de façon uniseriaire (Fig. 4.44H).

Certaines des cellules binucléées de l’ascogonium se projettent par la formation d’hyphes ramifiés ascogonaux multicellulaires, dont les cellules sont également dikaryotes (Fig. 4.441). Les cellules apicales du mycélium dikaryotique se gonflent et fonctionnent comme des cellules mères d’un ascus (Fig. 4.44J).

Les deux noyaux de la cellule mère de l’ascus subissent une caryogamie et forment un noyau diploïde (2n) (Fig. 4.44K). Le noyau subit ensuite une première méiose, puis une mitose, aboutit à la formation de 8 noyaux ; ceux-ci après avoir accumulé du cytoplasme forment 8 ascospores (Fig. 4.44L).

Avec le développement de l’ascogonium et de l’anthéridie, de nombreuses hyphes stériles s’enchevêtrent progressivement avec eux et finalement après la formation des ascospores, la structure totale devient un corps fruitier rond c’est-à-dire un cleistothecium (Fig. 4.44M). Les asques sont disposés de façon irrégulière à l’intérieur du cleistothecium. Les ascospores peuvent être de forme globulaire, elliptique ou lenticulaire avec une paroi externe lisse, échinucléée, piquée (Fig. 4.44N) ou ramifiée comme une roue de poulie en vue latérale.

Les ascospores sont libérées par la dissolution de l’ascus et de la paroi du cleistothécite. L’ascospore germe sur un substrat approprié en développant un tube germinatif (Fig. 4.440) et finalement en un mycélium comme la mère.

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