OOMYCÈTES: CARACTÉRISTIQUES, CYCLE DE VIE, NUTRITION, REPRODUCTION - LA BIOLOGIE - 2025

Les oomycètes ou moisissures aquatiques (Oomycètes ou Oomycota) sont un groupe d'organismes classiquement classifiés parmi les champignons. Parmi les caractéristiques communes aux deux groupes d'organismes (champignons et oomycètes) figurent le type de croissance, la forme de nutrition et l'utilisation des spores pendant la reproduction. Cependant, des études moléculaires ont montré que les oomycètes ne sont pas liés à de vrais champignons.

Certaines espèces sont des parasites des plantes, faisant partie des agents pathogènes les plus dévastateurs des cultures. Les maladies qu'ils causent sont la brûlure des semis, la pourriture des racines, la brûlure des feuilles et le mildiou.

Phytophthora infestans. Germination directe d'un sporange par tube germinatif. Photographie de HD Thurston. Tiré et édité de apsnet.org/edcenter/intropp/LabExercises/Pages/Oomycetes.aspx

La grande famine, ou famine irlandaise de la pomme de terre, a été causée par un oomycète nommé Phytophthora infestans. L'agent pathogène a anéanti les cultures de pommes de terre irlandaises dans les années 1840.

À cette époque, environ la moitié de la population dépendait exclusivement de cette culture pour sa survie. La perte de récoltes a fait mourir de faim près d'un million de personnes et un nombre similaire de fuir l'île à la recherche de meilleures conditions de vie.

caractéristiques

Les oomycètes sont un groupe d'organismes, principalement aquatiques, qui ont une paroi cellulaire composée de ß-glucanes, de proline et de cellulose. Son cycle de vie est majoritairement diploïde.

Les hyphes sont multinucléés ou cénocytaires et aseptiques. Le mycélium produit des cloisons uniquement pour séparer le thalle des structures reproductrices.

La reproduction asexuée se fait au moyen de spores biflagellées (zoospores) produites dans les zoosporanges. La reproduction sexuée est hétérogame et se produit par injection directe des noyaux mâles (= spermatozoïdes) de l'anthéridie dans les œufs contenus dans l'oogonie.

La taille typique du génome des oomycètes est de 50 à 250 mégabases (Mb), très grande comparée à celle des champignons, qui est de 10 à 40 Mb.

Taxonomie

Traditionnellement, les oomycètes étaient classés dans le royaume des champignons (champignons). Cependant, des études moléculaires et biochimiques ont conduit à leur transfert dans le royaume protiste. Ils appartiennent au phylum Heterokontophyta, classe Oomycota. La classe contient à ce jour 15 commandes.

Cycle de vie

Pendant la phase épidémique, les oomycètes sont dispersés par le vent ou l'eau, au moyen de sporanges asexués. Ces sporanges peuvent germer directement, formant des hyphes invasives.

La germination du sporange peut également être indirecte, libérant des zoospores mobiles. Les zoospores sont attirées à la surface des futurs hôtes. Chez certaines espèces, la germination directe ou indirecte du sporange dépendra de la température ambiante.

Lors de la germination, les sporanges et les zoospores forment des tubes germinatifs, qui infecteront par la formation d'appressorias et de structures de pénétration.

Après avoir pénétré, les hyphes se développeront à la fois inter et intracellulaire chez l'hôte. Après au moins 3 jours de croissance, les hyphes peuvent former de nouveaux sporanges qui se propageront pour infecter de nouveaux organismes.

La reproduction sexuée se fait par la production de gamétanges: oogonies et anthéridies. Chaque individu produit généralement à la fois des anthéridies et des oogonies. Chez certaines espèces, la reproduction doit être croisée (hétérothallique), chez d'autres, il peut y avoir une autofécondation (homothalique).

Au sein du gamétange, une division méiotique se produit. Une ou plusieurs oosphères sont produites dans l'oogonie. Les spermatozoïdes flagellés sont absents des oomycètes. Dans l'anthéridie, des noyaux haploïdes se forment. L'anthéridie se développe dans l'oogonie et forme les tubes de fécondation. Les tubes de fécondation pénètrent dans les oosphères, transférant les noyaux haploïdes.

Ces noyaux fécondent les oosphères, donnant naissance à une oospore diploïde à paroi épaisse. L'oospore libérée peut rester longtemps dans le milieu avant de germer et de produire une hyphe qui produira rapidement un sporange.

Nutrition

De nombreux oomycètes sont des saprophytes, d'autres sont des parasites. Certaines espèces combinent les deux modes de vie. Les espèces parasites se sont adaptées pour parasiter différents groupes d'organismes, tels que les plantes, les nématodes, les vertébrés et les crustacés.

Les organismes saprophytes effectuent une digestion externe de leur nourriture, sécrétant des enzymes, puis absorbant les molécules dissoutes résultant de la digestion.

Les oomycètes parasites peuvent être biotrophes, hémibiotrophes ou nécrotrophes. Les espèces biotrophes obtiennent leurs nutriments des tissus vivants au moyen d'un hyphe spécialisé appelé haustorium.

Les hémibiotrophes se nourrissent d'abord de tissus vivants et tuent leur hôte à un stade ultérieur. Les nécrotrophes sécrètent des toxines et des enzymes qui tuent les cellules hôtes et en tirent ensuite des nutriments.

la reproduction

Asexué

Les oomycètes se reproduisent de manière asexuée au moyen de sporanges. Les sporanges forment des spores biflagellées appelées zoospores. Dans les oomycètes, il peut y avoir deux types de zoospores, primaires et secondaires.

Les primaires ont les flagelles insérés à l'apex. Les zoospores secondaires, d'aspect réniforme, ont des flagelles insérés latéralement. Dans certains cas, les sporanges ne forment pas de spores, mais germent directement. Ceci est considéré comme une adaptation à la vie terrestre.

Sexuel

La reproduction sexuée se fait par oogamie. La production de gamètes sexuels se produit dans le gamétange. Le gamétange femelle, ou oogonium, est généralement gros et produira, par méiose, plusieurs oosphères. Le mâle, ou anthéridie, produira des noyaux haploïdes.

L'anthéridie se développera vers l'oogonium et introduira, par des tubes de fécondation, les noyaux haploïdes dans l'oogonium. La manière dont l'anthéridium est attaché à l'oogonium peut varier.

Dans certains cas, l'anthéridie rejoint latéralement l'oogonium, s'appelle le paragyne. Dans d'autres, le gamentagium mâle entoure la base de l'oogonium (amphiginum). La fusion du noyau haploïde mâle avec le noyau de l'oosphère pour donner naissance à une oospore diploïde se produit dans l'oogonium.

Maladies

Dans les plantes

Certaines des maladies les plus connues causées par les oomycètes chez les plantes comprennent le mildiou des pommes de terre, le mildiou des raisins, la mort subite du chêne et la pourriture des racines et des tiges du soja.

Au cours de l'infection, ces agents pathogènes parviennent à coloniser leurs hôtes, en modulant les défenses des plantes grâce à une série de protéines effectrices de la maladie.

Ces effecteurs sont classés en deux classes en fonction de leurs sites cibles. Les effecteurs apoplastiques sont sécrétés dans l'espace extracellulaire de la plante. Les cytoplasmiques, quant à eux, sont introduits dans la cellule végétale par l'haustorie de l'oomycète.

Le genre Phytopthora comprend des phytopathogènes hémibiotrophes (par exemple P. infestans, P. sojae) et nécrotrophes (par exemple P. cinnamomi). Les espèces de ce genre ont eu un impact sévère sur l'agriculture, Phytophora infestans, à l'origine du mildiou des pommes de terre et responsable de la grande famine des années 1940, peut infecter diverses espèces végétales autres que les pommes de terre, comme les tomates et le soja. Cette espèce peut infecter la plante entière, les tubercules, les racines ou les feuilles, entraînant la mort de la plante.

Phytophthora ramorum, pour sa part, produit l'infection appelée mort subite du chêne, qui affecte ces derniers et d'autres arbres et arbustes provoquant une mort rapide.

Autres phytopathogènes

Plasmopara viticola, à l'origine du mildiou de la vigne, a été introduit d'Amérique du Nord en Europe à la fin du 19e siècle. Il se caractérise par l'attaque du feuillage et des grappes.

Les symptômes sur les feuilles sont des lésions jaunes aux bords flous, de 1 à 3 cm de diamètre. Au fur et à mesure que la maladie progresse, elle peut entraîner une nécrose des feuilles et même une défoliation complète de la plante.

Plasmopara vitícola. Cause du mildiou sur la vigne. Tiré et édité de

Aphanomyces euteiches provoque la pourriture des racines de nombreuses légumineuses. Il est considéré comme l'agent pathogène qui limite le plus le rendement des cultures de pois dans certaines régions du monde. D'autres espèces de ce genre affectent les animaux, à la fois les habitats terrestres et aquatiques.

Chez les animaux

Aphanomyces astaci est un parasite spécifique de l'écrevisse, hautement pathogène pour les espèces européennes. Elle a provoqué la disparition d'une grande partie des populations européennes de crustacés de la famille des Astacidés.

Les zoospores oomycètes sont attirées par les signaux chimiques du crustacé et enkystent sur la cuticule du crabe. Les kystes germent et produisent un mycélium qui se développe rapidement dans la cuticule, jusqu'à ce qu'il atteigne la cavité interne du corps. Une fois les tissus internes atteints, le crustacé meurt dans les 6 à 10 jours.

Les membres du genre aprolegnia provoquent le groupe de maladies appelées saprolegniose qui attaquent les poissons ou leurs œufs. Parmi elles, la nécrose cutanée ulcéreuse est l'une des maladies les plus importantes qui affectent les espèces de salmonidés. Cette maladie a grandement affecté les populations de saumon des rivières britanniques à la fin du 19e siècle.

Les saprolégnioses sont caractérisées par des taches blanches ou grises de mycélium filamenteux sur le poisson. L'infection commence dans le tissu épidermique et peut se propager vers l'intérieur.

Il peut également parasiter les œufs et est souvent visible sous la forme d'une masse blanche cotonneuse à la surface des œufs ou des poissons dans les aquariums domestiques. Récemment, s aprolegnia ferax était liée au déclin des populations d'amphibiens.

La pythiose est une maladie causée par l'oomycète Pythium insidiosum. Cette maladie est caractérisée par des lésions granulomateuses sur la peau, le tractus gastro-intestinal ou dans divers organes.

Les zoospores oomycètes se développent dans les eaux stagnantes des régions tropicales et subtropicales et pénètrent dans l'hôte par des blessures cutanées. Une fois qu'elles ont atteint l'hôte, les zoospores enkystent et envahissent le tissu hôte. Il affecte les chevaux, les chats, les chiens et parfois les humains.

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