CONCLUSIONS GENERALES
LE ROLE DU PHOSPHORE ET DE SES PRINCIPALES FORMES BIOCHIMIQUES AU COURS DE LA CROISSANCE
Nous avons pu séparer tout au long de la croissance et suivant des modalités culturales variées les principales formes de phosphore dans le milieu nutritif et dans le mycélium. Nous avons pu établir des bilans de phosphore, pour chaque culture, avec des erreurs relativement peu importantes. Enfin notre procédé de culture en série nous a apporté la certitude que la croissance se déroulait normalement et qu’à n'importe quel moment donné le développement était au même stade dans les différents récipients.
A — Le Phosphore du milieu nutritif —
Le phosphore minéral, offert sous forme d’orthophosphate, est indispensable pour l’utilisation du glucose et l'édification du mycélium comme l'avaient déià montré VORBRODT [821], SCHNUECKE [67], MICHEL-DURAND [51], CREPIN [171], MANN [461]. Il est en étroite relation avec les processus de dégradation de la molécule glucidique, et une quantité bien déterminée est nécessaire pour aue cette dégradation se fasse normalement, comme l'avait pressenti MOLLIARD [53]. Mais nous avons constaté aue l’utilisation du mhosphate est conditionnée par la présence de l'azote dans le milieu, elle est en outre quantitativement proportionnelle à la vitesse de croissance. Le phosphore minéral est donc indispensable au microorganisme, au même titre que l'azote, il règle conjointement avec ce dernier les processus de catabolisme et d'anabolisme de la période de croissance.
Durant cette période de croissance, que ce soit sur milieu normal ou sur milieux déséquilibrés, il n'apparaît à aucun moment une quantité appréciable de phosphore organique dans le milieu. L'organisme ne rejette pas de phosphore sous forme d'esters, ce aui confirme les résultats obtenus par MICHEL- DURAND [54] et par MANN [46] sur les moisissures, et par ELION [24] sur la levure.
Le phosphore minéral est utilisé tel auel par l'organisme, sous forme d'orthophosphate, et en aucun moment il n'existe dans le milieu d’esterification avec les acides provenant de la dégradation des glucides. C’est donc avant tout le mycélium qui règle ces phénomènes de dégradation.
B — Le Phosphore dans le mycélium —
Comme l'écrit JACQUOT «le mycélium constitue l'actif des bilans biochimiques ou énergétiques» [30], c’est donc dans l'étude du comportement de chacune des formes de phosphore qu'il contient que nous pourrons définir vlus clairement encore le rôle de cet élément dans la vie du microorganisme.
1) — Phosphore minéral — Il constitue un élément cellulaire indispensable en cas de pénurie de phosphate dans le milieu, mais il est absolument indépendant de la variation du rapport carbone /azote. Il dérend étroitement, par contre, de la vitesse de croissance. Il n'intervient pas dans les phénomènes énergétiques, c'est un élément plastique: constituant protoplasmique à caractère de substance de réserve phosphorée minérale.
2) — Phosphore sous îorme d’esters — Il intervient dans l'édification du mycélium, c’est une substance intermédiaire dans la croissance. Son évolution dépend de la concentration en phosphate dans le milieu, de la variation du ravvort carbone / azote et de la vitesse de croissance (le taux est proportionnel à cette vitesse). Lorsque l'aliment azoté est épuisé dans le milieu, une partie du phosphore sous forme d'’esters (nucléotides vraisemblablement) peut suppléer à ce manque d'azote.
En définitive le phosphore sous forme d'esters est sous la dépendance des trois constituants fondamentaux du milieu: carbone, azote et phosphore. C'est l'intermédiaire normal des réactions de catabolisme (rôle énergétique nécessaire au maintien de la vie cellulaire) et d’anabolisme (mise en réserve d'énergie chimique potentielle et édification des membranes cellulaires).
Son évolution est contrôlée par l’ensemble du système phosphatasique.
3) — Phosphore lipidique — C'est un constituant fondamental du protoplasme. Son évolution et son taux ne dépendent pas de la concentration en phosphore dans le milieu, mais ils dépendent étroitement du rapport carbone / azote. Le phosphore lipidique est sous la dépendance de la concentration en azote à l’intérieur des tissus [60], ce n’est pas un aliment azoté, l'organisme doit au contraire le maintenir dans son intégrité. C'est donc bien le rôle d’élément cellulaire à caractère constant qu'on est en droit de lui attribuer [70], [60].
À l'intérieur du cytoplasme il doit être lié à des protéines en une association plus ou moins voisine de la «cénapse» de MACHEBOEUF [43]. Les études récentes de JEENER et BRACHET sur la levure démontrent aue le phosphore lipidique participe à la constitution des granules cytovlasmiques submicroscopiques à côté des ribonucléoprotéines et de ferments respiratoires importants comme la cytochromoxydase et la succinodéshydrase [32].
4) — Phosphore nucléique — Grâce à notre technique nous sommes parvenu à suivre l’évolution du phosphore des deux acides nucléiques durant toute la croissance. Les expériences réalisées sur milieux déséquilibrés, notamment, ont vermis de démontrer qu'il intervient comme substance de réserve, utilisable soit comme aliment énergétique soit comme aliment azoté.
Mais son indépendance totale par rapport à la vitesse de croissance, démontrée par les cultures sur milieux *enfermant des aliments azotés variés ou certains corps toxiques, lui confère un rôle beaucoup plus complexe. Il y a quelques années BONNET et ses collaborateurs montrèrent qu’en ralentissant la vitesse de croissance de divers Aspergillus, au moyen de facteurs variés (source d'azote variable, pH, corps toxiques, etc.), on provoquait une augmentation importante de l’activité des principales glucidases [7], [81]. Cet auteur émettait l'hypothèse suivant laquelle ce ralentissement provoquait l'accumulation d'une protéine devant servir de précurseur dans la synthèse des enzymes des microorganismes considérés. Or si l'on rapproche ces vues de nos résultats concernant le comportement du phosphore nucléique, on constate que le ralentissement qui provoque une augmentation dans l'activité des princinales glucidases provoque également une accumulation du phosphore nucléique dans le mycélium. Doit-on considérer que les nucléoprotéines interviennent dans la synthèse des enzymes du microorganisme? Les hypothèses de SPIEGELMAN font EPSON le rôle prépondérant que doivent jouer les nucléoprotéines dans
ces processus de synthèse enzymatique [69] et nous croyons qu'il doit exister un rapport entre la quantité de phosphore nucléique présente dans les tissus et la capacité de l'organisme à synthétiser ses enzymes.
Ainsi le phosphore nucléique doit jouer, dans le mycélium, un triple rôle: c'est une substance de réserve soit énergétique soit azotée, et c’est une substance qui intervient vraisemblablement dans les processus de synthèse des bio-catalyseurs cellulaires.
5) — Phosphore résiduel — L'ensemble de nos résultats nous incite à considérer cette forme de phosphore comme jouant vraisemblablement le rôle de substance de réserve. Les polymétaphosphates acido-insolubles qui doivent la constituer, partiellement, ont été analysés tout récemment du point de vue physiologique, et WIAME, en particulier, leur attribue ce rêle de réserve phosphorée minérale [84]. SPIEGELMAN et son école leur confèrent un rôle tout aussi important que celui des acides nucléiques dans la synthèse des protéines.
C — Le rapport entre le phosphore et l’azote —
L'opinion de RAULIN, bien qu'’ancienne, considérant l’analogie frappante qui existe entre l’action physiologique des composés du phosphore et des composés de l'azote [58], prend toute sa valeur dans nos résultats. SCHNUECKE, lui aussi, avait noté cette analogie [67]. Il semble donc qu'un équilibre défini existe entre ces deux métalloides pour qu’une utilisation rationnelle de la source énergétique puisse s’accomplir. Dans le but de montrer cette relation durant la croissance nous avons recueilli dans nos différentes expériences des mycéliums que nous avons désséchés à l’étuve à + 70° C., que nous avons pesés et sur lesquels nous avons déterminé le phosphore total et l'azote total. Ce sont des mycéliums récoltés au même stade de la croissance: ils sont jeunes et non sporulés. Les résultats obtenus sont réunis dans le tableau X.
Précisons que les prélèvements ont eu lieu à 47—48 heures, sauf pour l'expérience en présence de sulfite acide de sodium où il a eu lieu à 70 heures.
Nous donnons également le pourcentage en phosphore nucléique des mycéliums prélevés dans les mêmes cultures, au même stade de développement.
X AVAIAVL
RER TEE I D ET SGEN D SEC OR
96‘? 9‘0 OZ'T 96‘G G82S'0 tOSHEN 967 81'0 IST 10‘9 GT9F'0 :O°19°M4 P0‘9 (5201) t6‘0 gc'c 9L8L'0 991 98‘ 19‘0 80'T 92‘ 00GF'0 ON MH GT'L LT'0 £L‘0 ce'S 0007 1 99078-19d4H 19‘c 620 9L‘0 Le O290'T 9307e-0dÂH au PRES cL‘0 65 F990°Z 9s00n18-10d4H 878 te 0 09‘0 60‘G G£p6" 0 210qdsoqd-0d4F 6T'L T£‘0 &L'0 8T‘G GEST'T 910qdsoqd-1944H Pre c'0 €9‘0 ES IST'I TEUTION 18307 4 se uso 928 Une 22S UT (9) / 18307 N 9p ‘8 00I 2P ‘3 00T ap ‘3 001 23S UMI99 AU NoITIW np uorIsodwoy J10dde8Y Inod [e207 np SPIO4
anbHENU 4 anod 12303 4 | Anod [r307 N
Sur milieu hyper-phosphoré le rendement matériel est identique à celui sur milieu normal, et sur milieu hypo-phosphoré il est légèrement inférieur, il en est de même du taux d’azote. Par contre sur milieu hyper-phosphoré le pourcentage en phosphore est plus élevé par suite de la mise en réserve du phosphore minéral: le rapport N/P baisse. Mais sur milieu hypo-phosphoré le rapport est superposable à celui sur milieu normal montrant l'équilibre existant entre ‘la dose de phosphore assimilée et l'azote nécessaire à cette assimilation. L'organisme est capable d'effectuer des réserves de phosphore minéral qu'il peut ensuite utiliser quand les ions phosphates manquent dans le milieu, en ne troublant pas son métabolisme et en assimilant la même quantité d'azote: les processus de croissance sont ralentis mais le développement physiologique est normal.
Sur milieu hyper-glucosé le fort rendement matériel est corrélatif d’une diminution du taux d'azote [74], mais le taux de phosphore est supérieur, nous savons que dans ces conditions le rendement énergétique est fortement diminué par suite d’une lipogénèse accrue [71]. Le rapport N/P diminue, les processus de croissance sont perturbés. Sur milieu hypo-azoté mêmes résultats en ce qui concerne les pourcentages de chacun des deux métalloïdes: leur rapport diminue d’où perturbation dans la croissance.
Sur milieu hyper-azoté le rendement matériel a une valeur normale [73], de même que le pourcentage en azote [74], ce qui confirme l'impossibilité qu'a ‘la Mucédinée de constituer des réserves en cet élément. Le pourcentage en phosphore est plus élevé que sur milieu normal [67] d’où une légère diminution du rapport N/P.
Sur milieu au KNO, on a une baisse du rendement matériel [73], le pourcentage en azote n’est pas modifié [74], mais celui en phosphore est nettement plus élevé d’où une forte diminution du rapport N/P. Sur milieu à l’urée les résultats sont sensiblement les mêmes que ceux sur nitrate mais le rapport N/P subit une diminution moins accusée confirmant la supériorité de la valeur alimentaire de l'azote uréique sur celle de l’azote des nitrates. Enfin sur milieux au dichromate et au sulfite acide on note une baisse du rendement matériel [87] accompagnée d’une hausse légère du pourcentage en azote ainsi au’une forte hausse de celui en phosphore: le rapport N/P diminue considérablement, nous savons que dans ce cas les processus de croissance sont anormaux. à
En définitive, l'examen d'ensemble des résultats contenus dans ce tableau démontre que toute modification dans le rapport carbone/azote, ou dans la nature de l'aliment azoté, ou dans le potentiel d'oxydo-réduction se traduit, dans le mycélium, par une variation du rapport N total / P total corrélative d’un trouble dans la marche normale des processus de croissance.
Mais il y a plus, en mettant à part les conditions culturales comportant un déséquilibre en phosphore, on constate que les perturbations apportées dans les processus de croissance se traduisent par une hausse considérable du taux du phosphore nucléique; hausse d'autant plus considérable que le rendement matériel est plus défavorable. Alors que sur milieu normal le pourcentage en phosphore nucléique revrésente le tiers environ de celui du phosphore total, sur milieu au dichromate et au sulfite acide il en représente environ la moitié. Le phosphore nucléique s’accumule donc dans les tissus du champignon quand ce dernier voit sa croissance retardée.
EN RESUME, Sterigmatocystis nigra a besoin de phosphore minéral pour l’utilisation de la source énergétique carbonée, mais pour que cette utilisation s’accomplisse harmonieusement il est absolument indispensable qu'un équilibre constant existe entre l'azote et le phosphore à l'intérieur des tissus.
