Isolement et identification de souches fongiques
productrices de lipases extracellulaires

Les champignons 

Les champignons sont des organismes eucaryotes uni ou pluricellulaires dépourvus de chlorophylle les qualifiant d’organismes hétérotrophes, se nourrissant par absorption de substances très diverses, et se multipliant par des spores sexuées ou asexuées. Une source de carbone organique est donc nécessaire à leur développement. Dans l’arbre du vivant, ils constituent un groupe à part au sein des eucaryotes. Classiquement, les champignons étaient regroupés dans un règne distinct, celui des eumycètes ou cinquième règne. Les classifications les plus récentes font apparaître les champignons dans le règne unique des eucaryotes et plus précisément dans le groupe des Opisthokonta (Ghorri, 2015). Les champignons constituent un groupe d’organisme d’une extrême variété, des espèces microscopiques aux organismes de plusieurs kilos. Ils ont colonisé tous les milieux, terrestres ou aquatiques, et jouent un rôle primordial dans l’écologie de la planète en recyclant la matière organique morte (Tabuc, 2007). Les champignons sont des parasites, saprophytes ou symbiotes, généralement aérobies, ils se développent à des températures variables entre 0 et 50o C avec une température optimale entre 20 et 27° C. Les champignons exercent à la fois chez leurs hôtes des actions favorables (fermentation, fertilisation, synthèse) et défavorables (maladies végétales, animales ou humaines). Environ 100.000 espèces sont connues actuellement dont une centaine sont pathogènes pour l’homme. Ce groupe, dont les quelque 100 000 espèces se sont adaptées à des modes de vie très variés, est maintenant considéré comme un règne à part entière. Certains s’associent par symbiose à des algues pour survivre dans des conditions climatiques extrêmes, d’autres parasitent la peau de l’homme, quant aux saprophytes, ils provoquent la pourriture du bois. Ils sont parmi les plus anciennes formes « végétales » différenciées apparues sur le globe terrestre. Classés, initialement, parmi les végétaux à cause de la structure de leurs cellules, ils ne réalisent pourtant pas de photosynthèse. Ils sont hétérotrophes: ils ne peuvent pas, comme les plantes vertes, synthétiser la matière organique à partir du gaz carbonique atmosphérique et doivent donc puiser dans le milieu ambiant l’eau, les substances nutritives et les éléments minéraux nécessaires à la synthèse de leur propre matière. Ils les absorbent à travers la paroi de leur appareil végétatif. Sans véritables tissus, à l’inverse des plantes supérieures ou des animaux, leur appareil végétatif. Synthèse bibliographique 4 D’un point de vue pratique on distingue les champignons lévuriformes dont le thalle est réduit à un état unicellulaire, et les champignons filamenteux ou dermatophytes (Lecellier, 2013).

Champignons filamenteux

Les champignons filamenteux sont considérés comme des organismes prometteurs pour la conversion en sucres fermentescibles de la biomasse végétale complexe. En effet, ils disposent d’une machinerie enzymatique complexe qui leur permet de dégrader les polymères les plus récalcitrants, tels que la lignine. Actuellement, les recherches sur ces organismes se focalisent essentiellement sur la caractérisation des enzymes impliqués dans la dégradation: glycosidases, peroxidases , lipases etc., soit via une approche biochimique, soit via une approche génomique qui vise à identifier le répertoire enzymatique présent chez de nombreuses espèces fongiques (Lecellier, 2013). 

Caractéristiques morphologiques des champignons filamenteux

Les champignons filamenteux sont composé d’un appareil végétatif appelé thalle. Il est composé de filaments ou hyphes enchevêtrés les uns par rapport aux autres, et l’ensemble des hyphes constituent un réseau appelé mycélium. Les hyphes sont diffus, tubulaires et fins avec un diamètre compris entre 2 et 15 µm et sont plus ou moins ramifiés. Chez certaines moisissures, comme par exemple Mucor, les cellules ne sont pas séparées par une cloison transversale, le thalle est alors dit coenocytique ou « siphonné » alors que chez d’autres, comme par exemple Aspergillus, le thalle est cloisonné ou « septé » (Figure 1). Les cloisons, appelées septa possèdent des perforations assurant la communication entre les cellules. Les caractéristiques morphologiques de ces microorganismes sont liées à leur substrat nutritif. La colonisation du substrat est réalisée par extension et ramification des hyphes parfois visibles sous forme de petites tâches colorées à leur surface. Les hyphes puisent l’eau et les substances organiques dans les différents substrats qu’ils colonisent pour leur développement (Chabasse et al.,2002; Lecellier, 2013). Figure 1: Structure de l’hyphe. (A) hyphe coenocytique, (B) hyphe cloisonné (Lecellier, 2013). Dans les parties jeunes du mycélium les cloisons sont percées de pores qui permettent le passage du contenu cellulaire d’un compartiment à l’autre. Dans les parties les plus âgées, les cloisons sont fermées, isolant les parties en voie de dégénérescence des parties actives. Des septums assurent le cloisonnement des différents compartiments cellulaires. La colonisation du substrat est réalisée par extension et ramification des hyphes. L’accroissement de celles-ci s’effectue par le sommet, ou apex, où s’effectue l’essentiel des réactions de synthèse et dégradation du métabolisme dit « primaire », indispensable à la construction de la cellule du champignon. Les régions apicales des hyphes sont caractérisées par la présence de nombreuses vésicules cytoplasmiques contenant les enzymes et les précurseurs de synthèses de nouveaux polymères. Les produits du métabolisme « secondaire » non indispensable au fonctionnement de la cellule, sont plutôt stockés en région subapicale. Les métabolites secondaires les plus connus sont les pigments, les antibiotiques, les mycotoxines… (Tabuc, 2007 ). Le développement de l’hyphe se fait à partir d’une spore (sexuée ou asexuée) par émission d’un ou plusieurs tubes germinatifs et par croissance de la seule cellule terminale. La formation d’une colonie se fait de façon radiale à partir du point d’inoculation. Certaines moisissures sont les plus souvent ou exclusivement rencontrées à un stade de multiplication asexuée, dit anamorphe. Ces organismes sont alors classés d’après le mode de production des spores asexuées ou conidies. Ces espèces sont classées dans le cinquième ordre, les Deutéromycètes ou Champignons imparfaits (Chabasse et al.,2002). Synthèse bibliographique 6

Dissémination

Les champignons se propagent sur différents substrats, par l’intermédiaire de spores qui sont des corpuscules de 2 à 250 mm de diamètre. Les spores sont disséminées principalement par l’air ambiant ou par le contact de l’homme. Lorsqu’elles se déposent sur un substrat organique, tel que le support papier, elles germent si les conditions d’humidité et de température y sont favorables. Elles y pénètrent par voie chimique (production d’enzymes, de toxines) ou par voie mécanique en exerçant une pression sur le substrat (Boudih. 2011).

Développement des champignons filamenteux

La complexité des cycles de reproduction sexuée ou asexuée est l’un des éléments qui ont entraîné la création d’un règne à part pour les champignons. La classification des espèces est d’ailleurs fondée sur ces particularités. Le cycle de vie des champignons comprend deux types de reproduction: 

Une reproduction asexuée

La reproduction asexuée se réalise différemment selon l’espèce: par bourgeonnement chez la levure, par individualisation d’un des segments d’un hyphe ou par formation de spores asexuées. Au cours de laquelle une spore ou un fragment de mycélium croit et se développe sur un substrat. Le mycélium émet des conidiophores à l’extrémité desquels des conidies sont émises puis disséminées (Boudih, 2011). Elle se fait sans fusion de gamètes. Elle correspond majoritairement à la dispersion de spores asexuées, permettant la propagation des moisissures afin de coloniser d’autres substrats. Cette forme de reproduction asexuée est appelée la sporulation. Au cours de la sporulation, ces spores, petites cellules déshydratées au métabolisme réduit et entourées d’une paroi protectrice les isolant du milieu environnant, sont produites en grande quantité par des structures spécialisées développées à partir du mycélium. Leur diamètre varie de 2 à 250 µm. Il existe différentes formes de reproduction asexuée et différents types de spores (Figure 2). Les spores peuvent être le résultat de la fragmentation (Lecellier, 2013).

La reproduction sexuée

La reproduction sexuée nécessite la fusion de deux cellules spécialisées, ou gamètes. Elle implique la rencontre de deux mycélium de signes sexuels opposés. Un mycélium à n Synthèse bibliographique 7 chromosomes va rencontrer un autre mycélium à polarité complémentaire pour donner lieu à la fusion des cytoplasmes, ce qui engendre un nouveau mycélium à 2n chromosomes. Les cycles de vie diffèrent d’un champignon à un autre selon leur type de spores (Figure 2). A l’instar des autres organismes vivants, les champignons sont subdivisés en classes, en ordres, en familles, puis en genres et espèces. Ces deux derniers termes étant utilisés pour les désigner. La classification des champignons est d’abord basée sur un mode de reproduction sexuée ou phase téléomorphe. Ce critère définit quatre des cinq groupes principaux: les chytridiomycètes, les zygomycètes, les basidiomycètes et les ascomycètes (Ghorri, 2015).