Ultrastructure des Rhizomorphes du Sphaerostilbe repens B et Br.

Laboratoire de Physiologie Vegetale et laboratoire de Botanique II, Universite de Nancy I Case officielle nO 140 - 54037 Nancy Cedex, France

Ultrastructure des Rhizomorphes du Sphaerostilbe repens Bet Br. The Ultrastructure of the Rhizomorphs of Sphaerostilbe rep ens Band Br. B. BOTTON

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J. DEXHEIMER

A vee 17 figures Rec,:u Ie 10 juin 1977 . Accepte Ie 25 aout 1977

Summary The structure of the apical region of the rhizomorphs of Sphaerostilbe repens has been examined. This region is composed of a cortical zone of compactly arranged hyphae surrounding a central medulla where cells are loosely grouped. In the middle of the rhizomorph is a central lacuna without any hyphae. The rhizomorph is surrounded by mucilaginous substances. The cortical zone consists of the generative zone located at the apex, the zone of differentiation immediately posterior to it and the cortex proper at the periphery of the rhizomorpho The generative zone consists of distinctly individualized and highly cytoplasmic hyphae which give rise to long cells parallel to the axis of the rhizomorph. In the zone of differentiation, crosswall formations are no longer observed, cells progressively lose their meristematic characteristics and become isodiametric. They possess bundles of microtubules. Everywhere in this apical region the cytoplasmic membrane appears to be very sinuous and seems to participate in the synthesis of the mucilage which surrounds the hyphae. The cortex proper is composed of nearly spherical inflated cells with large vacuoles. A few cells of the marginal layer give rise to hyphae which constitute the «fringing mycelium». In the middle of this zone some cells with very sinuous walls designated as «jigsaw piece cells» separate the cortex into outer and inner regions. In the outer cortex, the more external cells are still arranged in radial lines. Some nuclei and mitochondria can be seen in their parietal cytoplasm. In the inner cortex, cells which are very large are not arranged in a hyphal pattern, the cytoplasm is reduced to a mere border and membranous bodies are numerous. Next to the cortex, the medulla is composed of large isodiametric cells with small vacuoles and numerous mitochondria. Near the central lacuna, cells have many different forms and are vacuolised. Key words: structure, rhizomorph, apical region, Sphaerostilbe repens.

Introduction

Certains champignons sont capables de donner naissance a des rhizomorphes qui sont des cordons tres differencies a croissance rap ide ayant un aspect de racine.

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Ils resultent de l'agregation de filaments myceliens qm crOlssent dans la m~me direction. La structure des rhizomorphes les plus evolues, tels ceux rencontres chez Ie genre Armillaria a deja ete dec rite en microscopie photonique par TOWNSEND (1954), GUlLLAUMIN (1967) et JACQUES-FELIX (1968). La description en microscopie electronique transmission n'a donne lieu qu'a des travaux tres fragmentaires, portant sur l'ultrastructure de la cellule fongique, la division nucleaire (MOORE, 1965; MOTTA, 1967 et 1969 a), ou la localisation des pigments responsables du brunissement du rhizomorphe (SMITH et GRIFFIN, 1971). L'ultrastructure et Ie mode de croissance du rhizomorphe d' Armillaire ont cependant ete etudies en detail par MOTTA (1969 b), par SCHMID et LIESE (1970) et par CHAHSAVAN-BEHBOUDI (1974). Plus recemment WOLKINGER et al. (1975) ont decrit la structure de cet organe en microscopie electronique a balayage. De toutes ces etudes, il ressort que Ie rhizomorphe est constitue d'une moelle centrale formee d'articles lachement imbriques les uns dans les autres; elle est entouree par un cortex d'articles formant un plectenchyme compact. L'accroissement de l'organe est assure par des cellules apicales et subapicales en division rapide et formant une veritable zone meristematique. Chez Ie Sphaerostilbe repens les premieres etudes effectuees par Goos (1962) et GUlLLAUMIN (1970) ont montre une anatomie sensiblement differente de celle rencontree chez l' Armillaire. La microscopie electronique nous a permis de confirmer ces resultats dans une etude preliminaire effectuee au niveau de l'apex (DEXHEIMER et BOTTON, 1975). Le present travail a pour but de decrire l'organisation du rhizomorphe du Sphaerostilbe repens.

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Materiel et Methodes Le Sphaerostilbe repens est cultive en boites de Petri sur milieu gelose de Bertrand dont la composition en gramme par litre est la suivante: saccharose: 45; acide tartrique: 2,64; NH 4N0 3 : 3,00; (NH 4hS04: 0,2; KH 2 P0 4: 0,6; K 2 C0 3 : 0,4; MgS0 4, 7H 2 0: 0,85; FeS04' 7H2 0: 0,086; ZnS0 4 , 7H 20: 0,04; MnS04, H 2 0: 0,008; gelose (DIFCO): 20 g. Le pH est ajuste it 5,4 avant autoc1avage it 120 DC. pendant 20 minutes. Les milieux sont ensemences avec 1000 spores en suspension dans 10 ,ul d'eau distillee. Les cultures sont incubees it I'obscurite it la temperature de 28 D ± 0,5 dc. Les fragments de rhizomorphe necessaires it notre etude cytologique sont preleves sur une distance de 2 cm it partir de I'apex dans des cultures £igees de 12 jours. Les fixateurs utilises sOnt au nombre de trois: a) Ie permanganate de potassium it 2 0/0 dans Ie tampon veronal it pH 7,2; les objets y sejournent 2 heures. b) Ie tetroxyde d'osmium it 2 Ofo dans Ie tampon phosphate it pH 7,2; les objets y sOnt maintenus 1 heure it DC. c) Ie glutaraldehyde post-osmie: les objets SOnt places durant 7 heures it la temperature de la glace fondante dans une solution de glutaraldehyde it 2,5 Ofo dans Ie tampon phosphate it pH 7,2. Les echantillons sOnt laves dans Ie m~me tampon pendant 15 heures puis postfixes par Ie tetroxyde d'osmium durant 1 heure. Apres desydratation par la serie croissante des alcools, les rhizomorphes SOnt indus dans l'epon 812. Les coupes sont faites it I'aide d'un couteau de diamant sur un ultramicrotome I LKB. Les coupes recueillies sur les grilles sont contrastees it l'acetate d'uranyle it 1 Ofo pendant 13 minutes, puis par Ie citrate de plomb selon la formule de REYNOLDS (1963) pendant 17 minutes.

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Les polysaccharides possedant des liaisons a (1-4) ou fJ (1-4) sOnt mis en evidence par la reaction de THIERY (1967) dont la technique a ete decrite precedemment (DEXHEIMER, 1976). Les coupes sOnt examinees it l'aide du microscope electronique it transmission Zeiss EM 9 5-2.

Resultats

La structure du rhizomorphe du Sphaerostilbe repens laisse apparahre de la peripherie vers Ie centre trois zones facilement discern abies sur des coupes semi-minces: A. La zone corticale ou les articles sont etroitement accoies les uns aux autres ce qui confere parfois cette region l'aspect d'un veritable tissu, B. la medulla dans laquelle les articles sont repartis de fas:on lache, c. la lacune centrale pratiquement vide et qui n'appara1t que dans les regions agees du rhizomorphe, a plusieurs millimetres de l'apex.

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A. La zone corticale

En all ant de l'apex vers les regions agees du rhizomorphe on trouve plusieurs parties: la zone generatrice qui forme l'apex meme de l'organe agrege, puis la zone de differenciation des articles qui se trouve immediatement en arriere et enfin Ie cortex proprement dit formant un manchon d'articles compacts qui entoure Ie rhizomorphe sur toute sa longueur. Tous les articles externes de la zone corticale sont entoures par une substance fibrillaire, probablement de nature mucilagineuse, qui devient de plus en plus dense au fur et a mesure qu'on s'eIoigne de l'apex. 1. La zone genera trice

Elle affecte la forme d'un d6me recouvrant la pointe du rhizomorphe. Les hyphes sont bien reconnaissables et parfois se ramifient et divergent de l'axe median du ;,*,~,.------------

Mucilage

Zone corticale

~-------- Medulla

~r".N

_ _ _ _ _ _ _ Hyphe frangeante

Schema 1: Representation schematique de l'organisation de la region apicale du rhizomorphe chez Ie Sphaerostilbe repens. Z. Pjlanzenphysiol. Bd. 85. S. 429-443. 1977.

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rhizomorphe ce qui contribue elargir l'organe. Les articles ont une forme allongee, mesurant de 2 4 Jim de largeur X 6 15 Jim de longueur. Ils sont separes les uns des autres par de minces cloisons (Fig. 1 et 3). A une vingtaine de microns en arriere de l'apex des hyphes, nous avons observe une grande abondance de septa nouvellement formes. Cette «zone de division» peut atteindre, dans la region axiale du rhizomorphe, une epaisseur de 40 50 Jim. Les articles montrent une longueur sensiblement constante ce qui permet de penser que les hyphes formant Ie rhizomorphe presentent une croissance apicale classique. Les articles de cette zone sont caracterises par un cytoplasme tres dense, extr~me­ ment riche en ribosomes libres (Fig. 2). Les mitochondries sont egalement abondantes et presentent des crhes bien developpees. Le reticulum endoplasmique et les lomasomes sont rares. Le plasmalemme est tres digite et forme parfois des canalicules l'interieur du cytoplasme (Fig. 2 et 4). Le mucilage qui entoure les hyphes est tres fortement marque par Ie reaction de Thiery (Fig. 4).

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2. La zone de differenciation des articles

C'est une region de transition situee derriere la zone generatrice et qui donne naissance aux articles de la medulla au centre et au cortex proprement dit sur Ie pour tour du rhizomorphe. Dans cette region les articles ne se divisent plus; ils deviennent progressivement plus gros et acquierent une forme isodiametrique. Le cytoplasme qui s'appauvrit en ribosomes appara1t moins dense. Les mitochondries restent cependent nombreuses. Les articles renferment des faisceaux de fibrilles qui au fort grossissement reverent une structure de microtubules ayant un diametre de 70 a 80 A (Fig. 5 et 6). Les faiseaux sont orientes Ie plus souvent parallelement aux parois. Le plasmalemme presente une forme encore plus compliquee que dans la zone generatrice et nous avons prececlemment parle de «zone plasmalemmique» pour designer cette structure particuliere. Cette configuration appara1t encore plus nettement sur une coupe tangentielle qui montre la membrane cytoplasmique se resolvant en multiples cupules (Fig. 7). Le mucilage interhyphal devient tres dense et comme Ie plasmalemme, reagit positivement la reaction de Thiery.

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Fig. 1: Vue d'ensemble de la zone generatrice du rhizomorphe en coupe longitudinale. Les hyphes sont bien individualisees. Des cloisons viennent de se former (neches). Les articles sont uninuc!ees et conservent une forme allongee dans Ie sens de I'organe. 3960 x. Fig. 2: Details de quelques articles de la zone genera trice. Le cytoplasme est tres ric he en ribosomes libres et en mitochondries. Le plasmalemme est tres sinueux et semble se resoudre en petites cupules trouvees a son voisin age (neche). Entre les parois on trouve du mucilage ayant un aspect fibrillaire (etoile). 29000X. I, am as de microtubules; L, globule lipidique; M, mucilage; mi, mitochondrie; N, noyau; p, plasmalemme; RE, reticulum endoplasmique; W, corps de Woronin; V, vacuole; P, paroi; cp, corps parietal. Fix a t ion s : Permanganate de potassium (Fig. 1 et 3). Tetroxyde d'osmium (Fig. 2 et 4 a 7). Glutaraldehyde post-osmie (Fig. 8 a 17). Z. P/lanzenphysiol. Bd. 85. S. 419-443. 1977.

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Fig. 3: Formation d'une cloison dans un article de Ie zone gent!ratrice. 16000 X . Fig. 4: Articles du sommet de la zone generatrice. Reaction de Thiery. Le plasmalemme et Ie mucilage sont bien marques. 29 000 X. Fig. 5: Articles de la zone de differenciation. Le cytoplasme est moins dense que dans la zone genera trice et les mitochondries sont bien visibles. Des faisceaux de microtubules (microfilaments?) apparaissent parall~lement aux parois. Le plasmalemme presente un contour extr&mement sinueux. Le mucilage interhyphal est plus dense que dans la zone generatrice (flCches). 29000 X.

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Fig. 6: Detail tres grossi des microtubules. Leur structure tripartite apparah clairement (neches). 140 OOOX. Fig. 7: Articles de la zone de differenciation. Reaction de Thiery. Coupe tangentielle du plasmalemme montrant la formation de cupules. Le plasmalemme et Ie mucilage interhyphal sont marques. 29 000 X .

Fig. 8: Vue du cortex externe en coupe longitudinale a 1,5 mm de l'apex. Les articles subspheriques en files radiales sont vacuolises et Ie cytoplasme parietal contient de nombreux corps paramuraux (cf. Fig. 10). Le mucilage intercellulaire devient tres dense. 3600 X.

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3. Le cortex proprement dit

II est forme de 6 a 8 couches d'articles isodiametriques etroitement accoles les uns aux autres et formant un veritable plectenchyme. La paroi des articles y est genera lement plus epaisse que dans les zones precedentes (0,30 0,40 ,urn contre 0,15 ,urn). De l'exterieur vers I'interieur du rhizomorphe on met en evidence trois regions qui deviennent de plus en plus distinctes lorsqu'on s'eloigne de I'apex: Ie cortex externe, la zone des «articles en puzzle" et Ie cortex interne.

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a) Le cortex externe: il est constitue par 3 4 couches d'articles. Leur forme est generalement isodiametrique, mais parfois apparah presque carree ou rectangulaire dans Ie plan de coupe (Fig. 8). Leurs dimensions varient entre 5 et 15 {lm. Sur les coupes longitudinales on observe generalement que les 2 ou 3 premiers articles sont en files regulieres. Ceci laisse supposer que ce sont les hyphes de la zone genera trice qui sont repoussees la peripherie du rhizomorphe lors de sa croissance.

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Tous les articles sont fortement vacuolises et Ie cytoplasme est reduit une couche parietale qui demeure neanmoins plus importante dans les articles de la couche externe et particulierement dans ceux qui se prolongent en hyphe frangeante. Le cytoplasme renferme encore des mitochondries, du reticulum endoplasmique et se charge en inclusions transparentes aux electrons dont la nature reste inconnue (Fig. 9). On observe un grand nombre d'elements multivesiculaires (Fig. 10).

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Les vacuoles montrent des granulations noires qui semblent correspondre des vesicules plus ou moins chargees de materiel opaque aux electrons (Fig. 9). Elles se rencontrent seulement en abondance dans Ie cortex externe et leur densite decroit lorsqu'on s'eloigne de I'apex. Leur nature reste determiner.

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b) La zone des «articles en puzzle»: les articles de la 5e et 6e couche ont un aspect particulierement lobe et pour cette raison nous les avons denommes «articles en puzzle» (Fig. 11). Ils ont un cytoplasme parietal tres reduit et sont generalement 11 {lm dans leur de dimensions plus faibles que les autres articles du cortex (5

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Fig. 9: Vue de detail d'un article du cortex externe situe 8 mm de l'apex. Le rhizomorphe est entoure par une gaine mucilagineuse. La couche externe de la paroi cellulaire apparalt dense aux electrons par depot de pigments qui sont sans doute des melanines. Le cytoplasme contient des mitochondries et des granules blanchhres de nature inconnue (etoile). Les vacuoles contiennent des vesicules plus ou moins impregnees de materiel opaque aux electrons (f!eche). 9200 X. Fig. 10. Vue de detail des corps paramuraux situes dans un article profond du cortex externe a 8 mm de l'apex. Le cytoplasme parietal est tres reduit mais renferme parfois encore des mitochondries (f!eches). 19000:<. Fig. 11: Coupe longitudinale de la zone des «articles en puzzle» situe a 1,5 mm de l'apex. La paroi cellulaire commence a se plisser dans Ie sens radial du rhizomorphe (fleches). 3600X. Fig. 12: Vue partielle d'un article tres plisse situe a 20 mm de l'apex. Le cytoplasme est completement degenere et les corps paramuraux sOnt tres nombreux. 9200 X. Fig. 13: Articles du cortex interne situes a 20 mm de l'apex. Les cloisons laissent subsister des pores au niveau desquels se trouvent des corps de Woronin. 9200 X.

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plus grande dimension). A plusieurs centimetres de l'apex la paroi de ces articles devient encore plus plissee et presque exclusivement dans Ie sens radial du rhizomorphe (Fig. 12). La signification de cette region n'est pas parfaitement comprise; on peut seulement remarquer que des articles de ce type existent egalement chez l' Armillaria mellea (MOTTA, 1969 b) mais ils forment une zone beaucoup moins bien delimitee. c) Le cortex interne: il fait suite aux «articles en puzzle» et est constitue d'environ deux rangees de gros articles isodiametriques (diamCtre 13 a 22 .urn). Le cytoplasme est reduit un mince lisere charge d'inclusions transparentes aux electrons et les corps parietaux deviennent tres nombreux. Dans cette region on ne reconnait plus la structure hyphale bien qu'au niveau des cloisons subsistent des pores proximite desquels on trouve toujours des corps de Woronin (Fig. 13).

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B. La medulla Nous l'avons definie comme etant formee d'articles un is de fayon Llche. Ceux qui sont juxtaposes au cortex interne ont une forme circulaire, dont Ie diamCtre varie de 5 15 .urn. Ils ne sont que partiellement vacuolises et leur cytoplasme est extremement riche en mitochondries dont la plupart sont filamenteuses (Fig. 14). Dans certains articles Ie noyau et son nucleole sont bien visibles (Fig. 15). Les corps paramuraux sont presents mais beaucoup plus rares que dans Ie cortex. La liaison entre les articles laisse frequemment apparahre des meats bourres de matiere osmiophile (Fig. 15). Plus pres du canal central et en s'e!oignant de l'apex on constate que les articles deviennent beaucoup plus vacuolises, les mitochondries se rarefient, Ie cytoplasme se charge de globules lipidiques et des vesicules apparaissent dans Ie periplasme(Fig. 16). Dans la region voisine du canal central les articles sont generalement plus petits que ceux qui bordent Ie cortex mais adoptent des configurations geometriques variees: circulaires, eHiMes ou en forme de massues. Ces articles generalement tres vacuolises alternent avec d'autres tres petits au cytoplasme dense et aux parois fines (Fig. 17).

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Fig. 14: Premiers articles de la medulla riches en mitochondries et pnfsentant seulement quelques vacuoles. Les etoiles indiquent la presence de deux articles du cortex interne dont Ie cytoplasme est degenere. Coupe transversale ai,S mm de I'apex. 3600 X. Fig. 15: Details des premiers articles de la medulla. Le cytoplasme en voie de vacuolisation contient encore de nombreuses mitochondries et les noyaux sont parfois visibles. Des corps paramuraux sont presents et du mucilage se condense dans les meats intercellulaires. 19 000 X. Fig. 16: Les articles de la medulla eloignes du cortex interne sont tres vacuolises, se chargent en lipides et des vesicules apparaissent dans Ie periplasme (Heches). Coupe longitudinale a 1,5 mm de l'apex. 9200X. Fig. 17: Vue des articles les plus internes de la medulla. Ils affectent des formes variees formant un pseudo-tissu lacuneux. Des articles au cytoplasme dense et aux parois fines (fleches) alternent avec de grosses cellules vacuolisees. Coupe transversale a 20 mm de I'apex. 3600X.

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Manifestement de formation recente on peut penser qu'il s'agit de ramifications d'articles plus ages. Discussion et Conclusion Les rhizomorphes du Sphaerostilbe rep ens montrent une structure cbssique comportant cortex, medulla et lacune centrale. A l'extremite de l'organe agrege, on trouve un ensemble d'articles en division active sur une profondeur de plusieurs dizaines de microns. Dans cette region les hyphes sont encore bien caracterisees et donnent naissance des files de cellules allongees dans Ie sens de l'organe. Cette structure prosenchymateuse se retrouve dans les premieres couches cellulaires du cortex ou les filles d'articles sont orientees perpendiculairement a l'axe du rhizomorphe.

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Dans la zone de differenciation, les articles deviennent progressivement plus gros et subspheriques, ce qui doit contribuer elargir la partie apicale. C'est ce niveau qu'apparaissent les microtubules et que Ie plasmalemme montre frequemment des images «d'interruption» liees asa configuration extremement sinueuse.

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Cette ultrastructure ainsi que les microtubules ont sou vent ete interpretes comme etant lies la biogenese de la paroi (REISINGER, 1972; HEPLER et PALEVITZ, 1974). Les microtubules se retrouvent dans toutes les zones du rhizomorphe, l'exception de la premiere couche d'articles du cortex et des articles de la medulla proches du canal central ou nous ne les avons jamais observes. Les microtubules rencontres dans Ie rhizomorphe du Sphaerostilbe rep ens sont trois fois plus petits que ceux decrits chez la plupart des organismes (LEDBETTER et PORTER, 1963; HEPLER et NEWCOMB, 1964; NEWCOMB et BONNE"fT, 1965; NEWCOMB, 1969; FAURE-FREMIET, 1970). Des structures analogues ont cependant ete signalees dans Ie meristeme apical des rhizomorphes d' Armillaria mellea (MOTTA, 1969 b). Le mucilage interhyphal, les couches externes de la paroi et la «zone plasmalemmique» sont fortement marques par la reaction de Thiery, ce qui permet de penser que Ie plasmalemme pourrait etre Ie site de production du mucilage. Plus on s'eloigne de l'apex, plus Ie mucilage qui a une structure fibrillaire devient opaque aux electrons. II semble done qu'on assiste a un dep&t de pigments qui sont probablement des melanines.

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Le cortex acquiert en profondeur l'allure d'un plectenchyme compact ou la structure hyphale a disparu. La medulla presente un aspect lacuneux ou les articles en contact avec Ie cortex sont tres riches en mitochondries surtout la pointe du rhizomorphe. Ces cellules en contact direct avec l'air contenu dans Ie canal central conservent certainement une grande activite metabolique.

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L'ensemble des observations permet de realiser un schema d'ensemble du rhizomorphe (schema 1).

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Plusieurs points res tent encore a eclaircir: la mise en place des differentes parties meriterait d'~tre observee sur des organes plus petits et plus jeunes. Dne etude dynamique de la differenciation des les premiers stades de l'initiation devrait permettre d'approfondir Ie mode de fonctionnement de l'apex. D'autre part la signification des «articles en puzzle» nous demeure abscure. Assez frequemment on constate que les parties agees et mel ani sees du rhizomorphe ont un diametre plus faible que la region subapicale. On peut alors emettre l'hypothese que c'est Ie plissement de la paroi de ces articles qui contribue a retrecir Ie diametre de l'organe. On peut egalement se demander si cette structure persiste a des distances de l'apex superieures a deux centimetres. Enfin des inclusions transparentes aux electrons, qui apparaissent en grande quantite dans Ie cytoplasme parietal des articles vacuolises n'ont pas ete determinees jusqu'a present. Le rhizomorphe du Sphaerostilbe rep ens est compose de plusieurs categories d'articles qui different par leur taille et leur structure et qui sont organises en pseudotissus plus ou moins compacts. De tels rhizomorphes sont donc a classer dans Ie groupe des cordons hautement differencies, tels que les a dHinis TOWNSEND (1954). La differenciation cellulaire tres poussee est, d'autre part, remarquablement stable; en effet un fragment de rhizomorphe bouture redonne naissance dans certaines conditions a d'autres rhizomorphes sans passer par une nouvelle phase myceIienne (BOTTON et Ly, 1976). Le fonctionnement de l'apex rhizomorphique du Sphaerostilbe rep ens semble different de celui de l'Armillaria mellea si l'on se rHere a MOTTA (1969 b) et a CHAHsAvAN-BEHBoUDI (1974) qui indiquent la presence d'un centre meristematique subapical forme d'articles plus ou moins isodiametriques et d'un meristeme secondaire lateral. Toutefois les images presentees par GUILLAUMIN (1971) montrent que chez cet organisme l'apex est constitue d'hyphes bien caracterisees dont Ie mode de croissance et de division se rapprocherait alors beaucoup de celui decrit ici chez Ie Sphaerostilbe repens. Le cortex de l'Armillaire montre des articles allonges dans Ie sens de l'organe ce qui Ie fait apparahre moins differencie que celui du Sphaerostilbe repens, m~me chez la forme «subterranea» qui est la plus evoluee (GUILLAUMIN, 1971; CHAHsAvAN-BEHBouDI, 1974; WOLKINGER et aI., 1975). Bien qu'en ayant l'aspect, un tel rhizomorphe presente tres peu de points de convergence avec une racine de plante superieure; tout au plus peut-on dire que la zone des divisions cellulaires les plus frequentes est subapicale comme chez la racine protegee par la coiffe juxtaposee a une zone de faible activite, Ie centre quiescent. D'autre part, la condensation de mucilage et de pigments osmiophiles entre les articles peut rappeler dans une certaine mesure une lamelle mitoyenne bien que l'origine en soit tout a fait differente. La structure hyphale encore visible dans certaines regions du rhizomorphe, la localisation de la croissance et des anastomoses presentes dans tous les types d'articles, rappellent sans con teste, l'origine mycelienne de l'organe agrege.

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Resume Les rhizomorphes du Sphaerostilbe repens presentent en microscopie electronique une structure comportant une zone corticale formee d'articles etroitement un is les uns aux aut res qui entourent une medulla ou les articles sont juxtaposes de fa~on Iache; au centre du rhizomorphe se trouve la lacune centrale vide de tout hyphe. L'ensemble du rhizomorphe est entoure par du mucilage. La zone corticale est constituee de la zone generatrice it I'apex, de la zone de differenciation derriere et du cortex proprement dit sur Ie pourtour du rhizomorphe. La zone genera trice est formee d'hyphes nettement individualisees qui se divisent en articles it cytoplasme dense restant allonges dans Ie sens de l'organe. Dans la zone de differenciation les articles per dent progressivement leur caractere meristematique, ne se divisent plus et deviennent isodiametriques. Ils renferment des faisceaux de microtubules. Dans toute cette region apicale Ie plasmalemme presente un contour tres sinueux et semble intervenir dans la synthese du mucilage qui entoure les hyphes. Le cortex proprement dit est compose de gros articles subspheriques vacuolises dont I'assise la plus externe donne naissance it des filaments myceliens frangeants. Au milieu de cette region des «articles en puzzle" aux parois tres plissees deIimitent un cortex externe et un cortex interne. Dans Ie cortex externe les premieres couches d'articles sont encore organisees en files radiales et conservent des noyaux et des mitochondries dans leur cytoplasme parietal. Dans Ie cortex interne ou toute structure hypha Ie a disparu, les articles sont plus gros, Ie cytoplasme est extr&mement reduit et les corps paramuraux sont tres nombreux. La medulla est formee, au contact du cortex, de gros articles isodiametriques, partiellement vacuolises et renfermant de nombreuses mitochondries. Au voisinage de la lacune centrale, les articles acquierent des formes variees et se vacuolisent.

References BOTTON, B. et P. R. Ly: Regeneration des boutures d'apex de rhizomorphes chez Ie Sphaerostilbe rep ens Bet BR. BioI. plantarum. 18, (6),436-441 (1976). CHAHSAVAN-BEHBOUDI, B.: Contribution it l'etude morphologique, morphogenthique et cytologique de I' Armillaria mellea (VAHL ex FR.). Quelet. it anneau membraneux blanc. These de Docteur Ingenieur - Universite de Paris VI (1974). DEXHEIMER, J.: Etude de la secretion de mucilage par les cellules des glandes digestives de Drosera (D. rotundiJolia L.; et D. capensis L.). Application de quelques techniques cytochimiques. Cytobiologie 13, 307-321 (1976). DEXHEIMER, J. et B. BOTTON. Sur la structure de l'apex du rhizomorphe du Sphaerostilbe repens Bet BR. (Ascomycetes). C. R. Acad. Sci. Paris. serie D 281,1093-1096 (1975). FAURE-FREMIET, E.: Microtubules et mecanismes morphopoletiques. Annee bioI., 4e serie 9, 161 (1970). Goos, R. D.: The occurrence of Sphaerostilbe rep ens in central american soils. Am. J. Bot. 49, 19-21 (1962). GUILLAUMIN, J. J.: Recherches sur la structure et Ie fonctionnement de l'apex du rhizomorphe d'Armiliaria mellea (VAHL). QueIet. DEA Universite de Clermont-Ferrand (1967). Morphologie et anatomie des organes agreges chez I'ascomycete parasite Sphaerostilbe repens B et BR. Cah. ORSTOM, Ser. BioI. 12,51-64 (1970). Recherches sur la morphogenese des organes agreges chez Ie champignon ascomycete Sphaerostilbe rep ens B et BR. These de 3e cycle, Universite de Clermont-Ferrand (1971). HEPLER, P. K. et E. H. NEWCOMB: Microtubules and fibrils in the cytoplasm of Coleus cells undergoing secondary wall deposition. Jour. Cell BioI. 20, 529-533 (1964). Z. PJlanzenphysiol. Bd. 85. S. 429-443. 1977.

Ultrastructure des rhizomorphes du Sphaerostilbe

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HEPLER, P. K. et B. A. PALEVITZ: Microtubules and microfilaments. Ann. Rev. Plant Physiol. 25, 309-362 (1974). J ACQUES-FELIX, M.: Recherches morphologiques, anatomiques, morphogenhiques et physiologiques sur des rhizomorphes de champignons superieurs et sur Ie determinisme de leur formation. II. Recherches sur la morphogenese des rhizomorphes et telepodes en culture pure. Bull. Soc. myco!. Fr. 84, 161-307 (1968). LEDBETTER, M. C. et K. R. PORTER: A «microtubule» in plant cell fine structure. Jour. Cell Bio!. 19, 239-250 (1963). MOORE, R. T.: The ultrastructure of fungal cells. In: G. C. AINSWORTH et A. S. SUSSMAN (Eds.), The fungi, Vol I, pp. 95-118. Academic press, New-York and London, 1965. MOTTA, J.: A note on the mitotic apparatus in the rhizomorph meristem of Armillaria mellea. Mycologia 59, 370-375 (1967). Somatic nuclear division in Armillaria mellea. Mycologia 61, 873-886 (1969 a). - Cytology and morphogenesis in the rhizomorph of Armillaria mellea. Am. J. Bot. 56, (6), 610-619 (1969 b). NEWCOMB, E. H.: Plant microtubules. Ann. Rev. Plant. Physio!. 20, 253-288 (1969). NEWCOMB, E. H. et H. T. BONNETT: Cytoplasmic microtubule and wall microfibril orientation in root hairs of radish. Jour. Cell BioI. 27, 575-589 (1965). REISINGER, 0.: Contribution l'etude ultrastructurale de l'appareil sporifere chez quelques hyphomycetes a paroi melanisee. These d'etat. Universite de NANCY I (1972). REYNOLDS, E. S.: The use of lead citrate at high pH as one electron opaque strain in electron microscopy. Jour. Cell Bio!. 17,208-212 (1963). SCHMID, R. et W. LIESE: Feinstruktur der Rhizomorphen von Armillaria mellea. Phytopath. Z. 68, 221-231 (1970). SMITH, A. M. et D. M. GRIFFIN: Oxygen and the ecology of Armillariella elegans HElM. Aust. J. bioI. Sci. 24, 231-262 (1971). THIERY, J. P.: Mise en evidence des polysaccharides sur coupes fines en microscopie eIectronique. Journal de microscopie 6, 987-1017 (1967). TOWNSEND, B. B.: Morphology and development of fungal rhizomorphs. Trans. Brit. Mycol. Soc. 37, 222-233 (1954). WOLKINGER, F., S. PLANK et A. BRUNEGGER: Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen an Rhizomorphen von Armillaria mellea. Phytopath. Z. 84, 352-359 (1975).

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BERNARD BOTTON, Universite de Nancy I, Laboratoire de Physiologie Vegetale, Case Offic. 140, F - 54037 Nancy Cedex, France.

Z. Pflanzenphysiol. Bd. 85. S. 429-443. 1977.