Mycorhizes

Symbiose, mycorhize, mycologie, microbiologie, botanique, écologie, évolution
Frederic Labaune
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Mycorhizes

Messagepar Frederic Labaune » 12 sept. 2012, 22:17

Salut Marc-André

Avec ce foutu nouveau programme de TS, nous avons la joie de voir revenir la botanique (là, je suis sérieux), l'évolution sans sexe...

* A propos des associations mycorhiziennes, j'ai quelques questions "pratiques".
- Dans notre lycée, nous avons de coupes de racines d'Orchidées mycorhizées, colorées à je ne sais pas quoi (bleu coton au lactophénol ?)...
ça donne ce genre d'image

Image
(en plus "grand" - ICI)

A force de ne pas pratiquer, j'avoue qu'il m'est quasi impossible d'interpréter ce document (il est peut-être inexploitable :? ). Peux-tu nous donner un coup de main ?
(a priori, c'est une endomycorhize, on devrait voir des pelotons et/ou des arbuscules dans les cellules... ça, c'est OK
par contre, on devrait aussi voir du mycélium entre les cellules (réseau de Hartig) ??)

- Pour montrer des mycorhizes en vrai, que conseilles-tu ?
Une de mes collègues, groupie depuis qu'elle a suivi ta conférence aux journées de l'APBG (on a commandé le bouquin sur les symbioses il y a xx semaines, il n'est toujours pas arrivé), nous a raconté que tu avais présenté des jeunes pousses de "pins" trouvées dans des souches. Quel est le meilleur moment pour trouver ces merveilles ? (printemps ?), y a-t-il de péremption ? (quelle taille il ne faut pas dépasser avant que le manchon mycorhizien ne soit plus trop visible ?)
Je garde l'idée en tête et si je tombe sur une telle chose, j'essaierai de passer tout ça sous mon matériel de (super)macro.

* Pour les nodosités de Fabacées, quel conseil pourrais-tu donner : le matériel le plus facile à observer, couper, colorer ?

* Pour d'autres aspects de cette partie de programme "diversification génétique et diversification des êtres vivants", aurais-tu quelques idées géniales de manip faisables avec des élèves (manchots) ?

Un grand merci pour tes réponses éventuelles et ton implication sur le forum.
Fred SVT inside

Marc-André SELOSSE
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Re: Mycorhizes, nodosité et al.

Messagepar Marc-André SELOSSE » 15 sept. 2012, 11:42

Hello, Fred,

Ca me fait plaisir de te retrouver ici… Quoique tu dises sur le programme ;-)

A – MYCORHIZE D’ORCHIDEE PHOTOGRAPHIEE
Alors, tes enseignants sur les mycorhizes devaient être nuls parce que… cette coupe est superbe, et tout à fait typique. Je suis preneur d’un jpeg pleine résolution).
Les orchidées forment bien des endomycorhizes, avec des basidiomycètes. On voit des pelotons = hyphes ayant franchi le cadre pecto-cellulosique et repoussant la membrane qu’ils ne percent jamais, et poussant en forme de nid de tagliatelle. Les arbuscules, c’est dans les mycorhizes à arbuscules (un type mycorhizien très fréquent sur la majorité des plantes, voir diagramme des types de mycorhizes sur XX). On ne voit pas non plus de mycélium entre les cellules (le réseau de Hartig est une caractéristique des ectomycorhizes). En fait, il y a plusieurs types de mycorhizes, selon les hôtes, voir le diagramme classique : Image
Sur ta coupe, on voit en revanche très bien :
(i) une colonisation limités au cortex racinaire, comme dans toutes les mycorhizes (rien dans le cylindre central) et
(ii) un trait particulier aux orchidées est que les pelotons finissent détruits, on dit lysée (on considère souvent que c’est une ‘phagocytose par la cellule hôte), dont on ne sait pas si cela a un rôle dans les échanges, ou si c’est juste un recyclage de cellules âgées. J’ai annoté un détail de ta coupe avec les stades 1 à 4 de la vie d’une cellule hôte sur
Image

Pour des généralités sur les mycorhizes d’orchidées (qui restent écologiquement anecdotiques mais faciles à visualiser), voir le schéma posté et aussi ‘De la germination à l’âge adulte : les champignons symbiotiques des orchidées’, in M. Bournérias & D. Prat, ed., Orchidées de France, Belgique et Luxembourg (2005), p. 34-44. Parthénope, Mèze.

Pour des protocoles de récolte et de coloration de mycorhizes, je conseille de se reporter au petit article dans le bulletin de l’APBG avec Alix Helme-Guizon (2011(1): 135-140), c’est le pdf numéro 66 du site où je mets en ligne mes travaux : http://www.cefe.cnrs.fr/interaction-biotiques/articles-grand-public
B – PLANTULES D’ARBRES SUR SOUCHE
Les jeunes pins et épicéas (essences ectomycorhizées, voir le diagramme des types mycorhiziens) qui poussent dans des souches illustrent la capacité à se nourrir de N et P organiques, dans le bois où se développent les racines, grâce aux capacités enzymatiques des champignons mycorhiziens. De tels arbres se trouvent toute l’année, ils survivent souvent et leurs racines finissent par atteindre dans le sol. Souvent, adulte, ils auront une forme caractéristique, avec un tronc perché sur des racines en échasse, après la disparition de la souche. Des mycorhizes, il y en toute l’année (elles sont plus faciles à dégager quand le sol est riche en matière organique, par ex. s’il y a une litière épaisse), surtout quand il fait humide et pas trop froid. Voir l’article dans le bulletin de l’APBG !

C - NODOSITES
Pour les nodosités de Fabacées, tout convient mais en particulier : superbes bactéroides, gros et en forme de Y, sur Vicia (Vesses) (voir protocole en annexe ci-dessous), les grosses nodosités de Robinier sont plus faciles à observer en coupe.

D - Pour d'autres aspects de cette partie de programme "diversification génétique et diversification des êtres vivants", voir anémones de mers, hydres pour observer les xanthelles (tissus écrasés)… Sur les transferts horizontaux de gènes, je recommande d’analyser un arbre phylogénétique basé sur ce gènes où l’organisme qui l’a reçu va se trouver mal placé (eg une plante au sein des bactéries) : l’absurde vient du fait que l’arbre est exact, mais pour le gène seulement.


Annexe - Valorisation pédagogique d’une nodosité de légumineuse


On peut réaliser l’opération sur des nodosités de plusieurs espèces de légumineuse différentes (les Vesces possèdent de très beaux bactéroïdes de Rhizobium leguminosarum déformés, mais ceux-ci sont ronds chez le Trèfle). Ecraser ou frotter sur une lame une nodosité préalablement nettoyée sous l’eau. On peut aussi dilacérer la nodosité dans une goutte d'eau avec une pince ou les passer "au rouleau" avec une pipette, comme on ferait avec une pâte à tarte.
- Ecarter les plus gros morceaux puis laisser sécher le frottis en disposant la lame à cheval sur deux montants au-dessus d'une cuvette.
- Fixer à l'alcool à 100° durant 5', puis égoutter la lame et la laisser s'évaporer.
- Ajouter du Bleu de méthylène (ou de l’encre de stylo plume !) pendant quelques minutes.
- Rincer à l’eau distillée puis laisser sécher. Regarder sans lamelle, au 40X ou à l'immersion.
On s’intéressera à la forme, à la taille et au nombre de bactéroïdes, en comparant éventuellement diverses espèces d’hôtes. Des vésicules intracellulaires, représentant les endomembranes portant les chaînes de transfert d'électrons respiratoires du Rhizobium, sont parfois visibles.

On peut aussi réaliser un test de Gram dont voici le protocole pour mémoire : Après fixation à l’alcool à 100°,
- Ajouter la solution colorante (Crystal Violet) durant une minute.
- Rincer à l'eau la lame puis ajouter le Lugol (mordançage, fixe la coloration précédente).
- Rincer à nouveau à l'eau puis décolorer à l'acétone ou à l'alcool à 95 ou 100° durant 30" : seuls les Gram- se décolorent, la paroi épaisse des Gram+ limite l'effet du décolorant. Attention ! Bien surveiller le temps sinon, Gram+ ou -, le décolorant finit toujours par agir !
- Rincer puis ajouter de la Safranine ou de la Fuschine comme sur-colorant (aide à visualiser les bactéries Gram-, comme les Rhizobium justement, totalement décolorées).
- Rincer puis laisser sécher.
Regarder sans lamelle, au 40X ou à l'immersion : les bactéries Gram- ont conservé la coloration violette (c’est le cas des Rhizobium), tandis que les Gram+ sont seulement colorées par le sur-colorant.

Balises ajoutées. MCS

Frederic Labaune
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Re: Mycorhizes

Messagepar Frederic Labaune » 15 sept. 2012, 12:29

Hello

Je profite de mon statut de modo pour répondre... vraiment, un grand MERCI pour toutes ces réponses, pistes et illustrations.
Pour les nodosités, je vais voir ça cet après-midi. Le protocole au BM me semble accessible. Pour le GRAM, je n'ai pas de quoi faire.
J'ai lu quelque part que le rouge neutre permettait aussi de voir les bactéries, encore vivantes, pouvant bouger (un flagelle - a priori)

Je vais chercher un moyen pour te faire parvenir l'image en haute résolution - 16000 x 14200 pixels en version "réduite" - 87 Mo :lol:

Edit : un coup de Google Doc et à toi (aux autres lecteurs aussi), la super coupe mycorhizée
Fred SVT inside

Marc-André SELOSSE
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Re: Mycorhizes (et plutôt : nodosités !)

Messagepar Marc-André SELOSSE » 16 sept. 2012, 14:14

Normalement, dans les cellules infectées, les bactéries perdent leur flagelle (et leur paroi). Elles enflent souvent, d'où leur très grande taille au micro (attention toutefois à ne pas les confondre avec les grains d'amidon sur le frottis !). Ce sont des processus de différenciation liés à la symbiose (il y en a bien d'autres, métaboliques et physiologiques, comme la fixation de l'azote), qui justifient de les appeler "bactéroïdes" dans cet état. Ce sont les pendants des modifications s'opérant dans la plante (mise en place de la nodosité, redirection du flux de carbone issu de la photosynthèse...).

En tout cas, pas de flagelle ! Même si le rouge neutre est en effet un colorant vital, il ne s'impose donc pas ici. Bon dimanche ! Marc-André


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