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Microbotryum

Microbotryum est un genre de champignons Basidiomycètes phytoparasites de la famille des Microbotryaceae. Son espèce type est Microbotryum violaceum[1].

Microbotryum
Description de cette image, également commentée ci-après
Exemples d'espèces de Microbotryum parasitant différentes espèces de plantes hôtes appartenant à diverses familles et produisant des sores dans différents organes hôtes. a) M. salviae dans les anthères de Salvia pratensis ; b) M. marginale dans les feuilles de Persicaria bistorta ; c) M. bistortarum dans les fleurs de Bistorta vivipara ; d) M. pustulatum dans les feuilles de Persicaria bistorta ; e) M. alpinum dans les anthères de Pinguicula alpina ; f) M. duriaeanum dans les ovules de Cerastium brachypetalum ; g) M. tragopogonis-pratensis remplaçant les fleurons de Tragopogon pratensis.
Classification selon MycoBank
Règne Fungi
Sous-règne Dikarya
Division Basidiomycota
Classe Microbotryomycetes
Ordre Microbotryales
Famille Microbotryaceae

Genre

Microbotryum
Lév., 1847

Les espèces du genre Microbotryum infestent des Dicotylédones herbacées, et se retrouvent notamment dans les étamines et ovaires de nombreuses Caryophyllaceae où elles provoquent le charbon des anthères, mais également dans les capitules de certaines Asteraceae et Dipsacaceae ou encore sur le limbe foliaire ou la bordure des feuilles de quelques Polygonaceae[2].

Cette maladie n'est pas un charbon, contrairement à ce que laisse penser son nom, mais une rouille[3].

Il s'agit de masses de spores, principalement violettes, souvent réticulées et rarement épineuses ou verruqueuses[2].

Systématique
Cycle de vie du champignon phytoparasite Microbotryum violaceum : Une plante en bonne santé est infectée par des téliospores de M. violaceum (1) . Les téliospores germent, subissent une méiose et produisent des sporidies semblables à des levures (2). La conjugaison a lieu sur la plante entre sporidies de types sexuels opposés (3). Les hyphes dicaryotes poussent dans la plante (4) et passent l'hiver dans les tissus végétatifs (5). L'année suivante, l'infection est systémique (6) et toutes les fleurs produisent des téliospores diploïdes dans les anthères (7) qui sont transmises par des pollinisateurs (8) à une autre plante saine (1)[4] - [5].
Microbotryum violaceum stricto sensu (espèce type du genre) sur les anthères de Silene latifolia

Ce genre a été créé par Joseph-Henri Léveillé en 1847 et fortement remanié par Kálmán Vánky en 1998[6]. De nombreuses espèces de ce genre proviennent de l'ancienne conception du genre Ustilago, aujourd'hui exclusivement consacré aux espèces provoquant des charbons sur les Poaceae. Vánky propose pour critère principal du genre Microbotryum des spores avec une teinte violette en plus de la couleur brune. Ce critère étant parfois délicat à visualiser, il invente alors un procédé chimique nommé colour contrast method, qui lui permet de déterminer par comparaison les couleurs des spores et ainsi de classifier le spécimen examiné[7].

En raison de son caractère inoffensif par rapport aux activités humaines, l'espèce type du genre, Microbotryum violaceum, est devenue un modèle d'étude scientifique dans les domaines de la génétique, de la dynamique des populations et de la relation hôte-pathogène[4].

Les parasites de Polygonaceae peuvent être considérés comme des ancêtres de Microbotryum car ils présentent une distribution paraphylétique. Il s'avère que Microbotryum violaceum ou Microbotryum pinguiculae sont des complexes d'espèces cryptiques, l'application récente de méthodes phylogénétiques moléculaires ayant entraîné une augmentation considérable du nombre d'espèces[4] - [8]. Ces études ont également démontré qu'une forte spécificité de l'hôte peut être observée dans la plupart des lignées de l'ensemble des espèces de Microbotryum[9].

Le charbon des antères

Parmi les espèces du genre Microbotryum, nombreuses sont celles qui provoquent la maladie cryptogamique du charbon des anthères.

La plante infectée voit ses anthères castrées et son pollen remplacé au profit de son parasite qui utilise alors les insectes pollinisateurs comme vecteur de dissémination de ses propres spores. Le développement floral est modifié, chez les espèces hermaphrodites, l’ovaire est avorté et les anthères portent les spores fongiques ; chez les espèces dioïques, l’ovaire des fleurs femelles est avorté, et des anthères se développent, portant également des spores[4] - [5].

Ces champignons sont hétérothalliques, c'est-à-dire que leurs organes reproducteurs se forment après fusion de deux individus de type sexuel opposé ; cependant, il y a également un fort taux d’auto-fécondation. Leur cycle de vie se déroule le plus souvent sur deux années, les plantes-hôtes étant uniquement pérennes[4] - [5].

Le charbon des anthères est particulièrement fréquent sur les Caryophyllaceae, plantes parasitées par des espèces apparentées à M. violaceum. Il semble que ces dernières constituent un groupe monophylétique avec M. scabiosae sur Knautia arvensis. Un second groupe, également monophylétique, aurait évolué séparément et comprend des parasites des anthères de trois familles d'hôtes : les Dipsacaceae, Lamiaceae et Lentibulariaceae, les Dipsacaceae étant scindées en deux[9].

D'autres espèces de champignons phytoparasites du genre Antherospora ont un dévéloppement proche sur les anthères de Liliaceae et plus particulièrement sur des fleurs de Scilla et de Muscari. La maladie qu'ils provoquent est nommée « charbon des anthères des Liliacées »[10]

Ensemble des espèces
Spores de Microbotryum scabiosae parasitant Knautia arvensis
Microbotryum superbum parasitant les anthères de Dianthus superbus

Selon Kálmán Vánky (1998)[6], Index Fungorum[1] et Wilhem. N. Ellis[11] :

Les espèces provoquant le charbon des anthères
sur les Caryophyllaceae
  • Microbotryum adenopetalae
  • Microbotryum afromontanum
  • Microbotryum alsines
  • Microbotryum arcticum
  • Microbotryum bardanense
  • Microbotryum calandriniae
  • Microbotryum calandriniicola
  • Microbotryum carthusianorum
  • Microbotryum chloranthae-verrucosum
  • Microbotryum claytoniae
  • Microbotryum coronariae
  • Microbotryum dianthorum
  • Microbotryum dumosum
  • Microbotryum gaussenii
  • Microbotryum lychnidis-dioicae
  • Microbotryum major
  • Microbotryum minuartiae
  • Mibrobotryum saponariae
  • Microbotryum savilei
  • Microbotryum silenes-acaulis
  • Microbotryum silenes-dioicae
  • Microbotryum silenes-inflatae
  • Microbotryum silenes-saxifragae
  • Microbotryum shykoffianum
  • Microbotryum stellariae
  • Microbotryum superbum
  • Microbotryum violaceoirregulare
  • Microbotryum violaceoverrucosum
  • Microbotryum violaceum
sur les Montiaceae
  • Microbotryum lewisiae
  • Microbotryum perfoliatae
  • Microbotryum nelsonianum
sur les Lentibulariaceae
sur les Lamiaceae
  • Microbotryum betonicae
  • Microbotryum salviae
sur les Dipsacaceae
  • Microbotryum cephalariae
  • Microbotryum flosculorum
  • Microbotryum intermedium
  • Microbotryum scabiosae
  • Microbotryum succisae
sur les Primulaceae
  • Microbotryum primulae
sur les Portulacaceae
  • Microbotryum calyptratae
sur les Onagraceae
  • Microbotryum gayophyti
sur les Caprifoliaceae
  • Microbotryum morinae
sur les Gentianaceae
  • Microbotryum nannfeldtii

Les espèces provoquant une autre forme de rouille sur les fleurs et les fruits
sur les ovaires de Caryophyllaceae
  • Microbotryum arenariae-bryophyllae
  • Microbotryum duriaeanum
  • Microbotryum holostei
  • Microbotryum jehudanum
  • Microbotryum moehringiae
  • Microbotryum moenchiae-manticae
  • Microbotryum nivale
sur les capitules d'Asteraceae
sur les fleurs de Polygonaceae
  • Microbotryum anomalum
  • Microbotryum bistortarum
  • Microbotryum cordae
  • Microbotryum emodense
  • Microbotryum kuehneanum
  • Microbotryum picaceum
  • Microbotryum reticulatum
  • Microbotryum stygium
  • Microbotryum vinosum
  • Microbotryum vivipari
  • Microbotryum warmingii
sur les capsules de Caryophyllaceae
  • Microbotryum heliospermae
  • Microbotryum lagerheimii
sur les samares de Polygonaceae
  • Microbotryum dehiscens

Les espèces provoquant une rouille sur les parties végétatives de Polygonaceae
  • Microbotryum ahmadianum
  • Microbotryum aviculare
  • Microbotryum bosniacum
  • Microbotryum cilinod
  • Microbotryum coronatum
  • Microbotryum filamenticola
  • Microbotryum goeppertianum
  • Microbotryum himalense
  • Microbotryum koenigiae
  • Microbotryum longisetum
  • Microbotryum marginale
  • Microbotryum moelleri
  • Microbotryum nepalense
  • Microbotryum ocrearum
  • Microbotryum parlatorei
  • Microbotryum paucireticulatum
  • Microbotryum piperi
  • Microbotryum polygoni-alati
  • Microbotryum prostratum
  • Microbotryum pustulatum
  • Microbotryum radians
  • Microbotryum rhei
  • Microbotryum shastense
  • Microbotryum stewartii
  • Microbotryum tenuisporum
  • Microbotryum tovarae
  • Microbotryum tuberculiforme
  • Microbotryum tumeforme

Références
  1. Index Fungorum, consulté le 8 octobre 2019
  2. (de) Friedemann Klenke et Markus Scholler, Pflanzenparasitische Kleinpilze, Berlin Heidelberg, Springer, , 1172 p. (ISBN 978-3-642-55330-1, DOI 10.1007/978-3-662-46162-4).
  3. (de) Julia Marlene Kruse, Faszinierende Pflanzenpilze Erkennen und Bestimmen, Quelle&Meyer, , 528 p. (ISBN 978-3-494-01780-8)
  4. (fr) Hélène Badouin. Génomique évolutive chez les champignons Microbotryum : adaptation et chromosomes de types sexuels. Evolution [q-bio.PE]. Université Paris-Saclay, 2016. ⟨thèse.fr : 2016SACLS011, archives ouvertes : 01627890⟩
  5. (en) Manuela López-Villavicencio, Odile Jonot, Amélie Coantic, Michael E. Hood, Jérôme Enjalbert et Tatiana Giraud, « Multiple Infections by the Anther Smut Pathogen Are Frequent and Involve Related Strains », PLoS Pathogens, Public Library of Science (PLoS), vol. 3, no 11,‎ , e176 (ISSN 1553-7366, DOI 10.1371/journal.ppat.0030176, lire en ligne).
  6. (en) Vánky, K., « The genus Microbotryum (smut fungi). », Mycotaxon, vol. 67,‎ , p. 33-60 (lire en ligne).
  7. (en) Vánky, K, « Anther smuts of Caryophyllaceae. Taxonomy, nomenclature, problems in species delimitation. », Mycologia Balcanica, vol. 1,‎ , p. 189–191 (DOI 10.5281/zenodo.2546766)
  8. (en) Rebekka Ziegler, Matthias Lutz, Jolanta Pi\u0105tek et Marcin Pi\u0105tek, « Dismantling a complex of anther smuts (Microbotryum) on carnivorous plants in the genus Pinguicula », Mycologia, Informa UK Limited, vol. 110, no 2,‎ , p. 361-374 (ISSN 0027-5514, DOI 10.1080/00275514.2018.1451697, lire en ligne).
  9. (en) Martin Kemler, Matthias Lutz, Markus Göker, Franz Oberwinkler et Dominik Begerow, « Hidden diversity in the non‐caryophyllaceous plant‐parasitic members ofMicrobotryum(Pucciniomycotina: Microbotryales) », Systematics and Biodiversity, Informa UK Limited, vol. 7, no 3,‎ , p. 297-306 (ISSN 1477-2000, DOI 10.1017/s1477200009990028, lire en ligne).
  10. (en) Robert Bauer, Matthias Lutz, Dominik Begerow, Marcin Piu0105tek, Kálmán Vánky, Kamila Bacigálová et Franz Oberwinkler, « Anther smut fungi on monocots », Mycological Research, Elsevier BV, vol. 112, no 11,‎ , p. 1297-1306 (ISSN 0953-7562, DOI 10.1016/j.mycres.2008.06.002, lire en ligne).
  11. W.N. Ellis, « Microbotryum », sur Plant Parasites of Europe (Amsterdam, The Netherlands), 2001-2019 (consulté le ).

Bibliographie
  • (en) Vánky, K., « The genus Microbotryum (smut fungi). », Mycotaxon, vol. 67,‎ , p. 33-60 (lire en ligne)
  • (en) Angela Maria Schäfer, Martin Kemler, Robert Bauer et Dominik Begerow, « The illustrated life cycle of Microbotryum on the host plant Silene latifolia », Botany, Canadian Science Publishing, vol. 88, no 10,‎ , p. 875-885 (ISSN 1916-2790, DOI 10.1139/b10-061, lire en ligne).

Références taxinomiques
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