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Les champignons filamenteux sont des organismes eucaryotes multicellulaires que l’on trouve souvent en grand nombre dans le sol et qui jouent un rôle important dans l’écosystème. Les champignons peuvent être isolés, quantifiés et examinés en laboratoire.
Les champignons sont abondants dans les sols de surface et jouent un rôle important dans le cycle des nutriments et la décomposition de la matière organique et des contaminants. Étant incapables de synthétiser leur propre nourriture, ils sont classés comme hétérotrophes et sont aérobies et ont donc besoin d’oxygène.
Pour cultiver des champignons, les échantillons de sol sont dilués à des concentrations connues dans de l’eau stérile, puis placés sur des plaques de gélose et incubés. Les colonies fongiques résultantes peuvent ensuite être comptées et identifiées.
Cette vidéo illustrera les principes qui sous-tendent l’isolement, la quantification et l’identification des champignons filamenteux.
Les sols contiennent généralement des millions de champignons par gramme ; Par conséquent, les dilutions en série sont couramment utilisées pour préparer les échantillons de sol à analyser. Une quantité donnée de terre est ajoutée à une solution dispersante. Les aliquotes de la suspension sont transférées dans une solution tampon en série jusqu’à ce que la suspension soit suffisamment diluée pour permettre la croissance de colonies fongiques discrètes.
Ces dilutions sont ensuite plaquées sur un milieu gélosé et incubées. Une fois qu’ils ont formé des colonies fongiques visibles, ils peuvent être comptés. Comme on suppose que chaque colonie fongique est dérivée d’un seul organisme, le terme « unités formant colonies », ou UFC, est utilisé pour exprimer le nombre d’organismes calculé par gramme de sol sec.
La plupart des champignons se développent sous forme d’hyphes, qui sont de longues structures ramifiées qui constituent le principal mode de croissance végétative. Les agrégations d’hyphes sont appelées mycélium. Les champignons peuvent également exister sous forme d’organismes unicellulaires, la levure étant un exemple bien connu.
La reproduction fongique peut se produire de plusieurs façons. Les champignons producteurs d’hyphes peuvent se reproduire de manière asexuée, en fragmentant les hyphes, ou à partir de tiges avec des spores ressemblant à des graines. Les champignons unicellulaires peuvent se reproduire de manière asexuée par bourgeonnement.
Les champignons peuvent également se reproduire sexuellement. Ceci est moins fréquent que la reproduction asexuée et se produit généralement en réponse à des conditions environnementales défavorables. Chez les champignons producteurs d’hyphes, deux hyphes reproducteurs de souches fongiques différentes peuvent fusionner, créant ainsi un zygote. Chez les champignons unicellulaires, deux cellules de souches opposées fusionneront.
Les sols fertiles contiennent normalement de l’ordre de 106 « propagules » fongiques par gramme de poids sec. Les propagules sont des spores fongiques, des hyphes ou des fragments d’hyphes. L’utilisation de comptages sur plaque cultivables est une technique rapide, peu coûteuse et reproductible pour élucider le contenu fongique. Cependant, les résultats peuvent être faussés par le fait que tous les organismes ne cultivent pas sur des plaques de milieu.
Les plaques de gélose rose-bengale contenant des antibiotiques, tels que la streptomycine, sont généralement utilisées pour les cultures fongiques. Parce que les bactéries sont beaucoup plus nombreuses que les champignons dans la plupart des sols, le milieu fongique idéal sélectionnera contre la croissance bactérienne tout en permettant aux champignons de survivre. Le colorant rose-bengale inhibe la croissance de la plupart des bactéries et réduit la taille des colonies fongiques. C’est idéal et empêche la prolifération des plaques fongiques ainsi que le contrôle des bactéries.
Maintenant que nous connaissons les principes de la culture des champignons filamenteux, voyons comment cela se fait en laboratoire.
Une fois les échantillons de sol prélevés, apportez-les au laboratoire pour analyse. Tout d’abord, calculez la teneur en humidité du sol. Ajoutez de l’eau déminéralisée pour porter la teneur en humidité à 15 %.
Couvrez les contenants d’une pellicule plastique et fixez-les avec un élastique pour limiter l’évaporation. Percez le film plusieurs fois pour permettre l’aération.
Pesez l’échantillon de sol et le contenant et consignez-le. Incuber à température ambiante pendant une semaine pour permettre la croissance des champignons naturels.
Pesez de nouveau les échantillons de sol et le contenant et notez le poids. Calculez la perte de poids due à la perte d’humidité au cours de la semaine. Ajoutez de l’eau au sol, pour ramener le poids à la valeur d’origine.
Ajouter 10 g de terre humide à 95 ml d’eau distillée et bien mélanger. Il s’agit de la dilution 10-1 puisque 10 g de sol ont un volume d’environ 5 ml. Effectuez quatre dilutions en série de 1 mL dans des blancs de 9 mL en utilisant de l’eau de cette solution mère.
Ensuite, prélevez huit plaques de gélose stérile Rose-Bengal-streptomycine. À deux des plaques, ajouter 0,1 mL du tube de dilution 10-2 et étaler sur la surface de la gélose à l’aide d’un épandeur de verre stérilisé à la flamme d’éthanol. Comme une quantité de 0,1 mL est plaquée, la dilution effective est de 10-3.
Incuber ces assiettes dans une armoire sombre à température ambiante, pendant une semaine.
Après une semaine, comptez les colonies discrètes sur chaque plaque. Les plaques avec 10 à 20 colonies fongiques doivent être comptées. Notez et décrivez les caractéristiques distinctives des plaques ou des colonies.
Prenez une lame de microscope en verre propre et déposez une goutte de liquide de montage de lactophénol au centre. À l’aide d’une pince pour éviter la contamination, coupez une bande de ruban adhésif transparent d’environ 3 cm de long. Si nécessaire, utilisez une aiguille de dissection pour libérer le ruban de la pince.
Appliquez le côté adhésif du ruban sur la surface d’une colonie de champignons sporulants, en prenant soin d’éviter une pression excessive. Ensuite, appliquez le côté adhésif du ruban avec l’échantillon de spores sur le liquide de montage sur la lame de verre. Frottez doucement le ruban avec un instrument lisse et plat pour éliminer les bulles d’air.
Examinez le support de bande sous un objectif puissant.
Les champignons peuvent être identifiés au microscope en examinant les fructifications et les spores. Une clé d’identification des champignons peut faciliter ce processus. Les types de champignons couramment observés comprennent Penicillium et Aspergillus.
À l’aide des plaques, les champignons peuvent être dénombrés à l’aide de la même technique que pour le dénombrement bactérien.
L’identification et la culture de champignons sont utiles pour une variété d’applications scientifiques.
Les industries comme les usines de pâtes et papiers peuvent utiliser des champignons filamenteux pour dégrader le bois dans leur processus de mise en pâte, dans une technique connue sous le nom de biopulpage. Les champignons tels que la pourriture blanche peuvent dégrader efficacement les copeaux de bois, ce qui réduit le besoin de mise en pâte chimique ou mécanique.
Les champignons peuvent également être utilisés pour décomposer d’autres matériaux, y compris certains types de plastiques biodégradables. Cela peut être utile pour les applications agricoles ou de jardinage, où des films de paillis biodégradables peuvent être utilisés pour créer des barrières temporaires à la croissance indésirable des plantes.
Les champignons sont également des producteurs d’antibiotiques, des composés qui ont révolutionné la médecine au 20e siècle et continuent d’être une défense de première ligne contre les infections aujourd’hui. La pénicilline, un antibiotique largement utilisé, a été isolée à partir du champignon filamenteux commun Penicillium rubens. À ce jour, les champignons filamenteux sont encore isolés et étudiés dans la recherche de nouveaux antibiotiques.
Vous venez de regarder l’introduction de JoVE aux champignons filamenteux. Vous devriez maintenant comprendre comment cultiver des champignons filamenteux à partir du sol, comment les quantifier et comment identifier les types de champignons que l’on trouve couramment dans le sol. Merci d’avoir regardé !
