La croissance d’un champignon toxinogène et son potentiel toxique sont affectés par des facteurs environnementaux comme la température, l’humidité, le pH, les interactions microbiennes, le type de moisissures, la composition et disponibilité en nutriments. Dans le champ les conditions qui peuvent affecter la production de mycotoxines sont le climat, les pratiques agricoles, la plante hôte et la présence d’autres micro-organismes dans la plante (Kokkonen et al., 2010).
Le métabolisme secondaire des moisissures est régulé par des mécanismes génétiques qui répondent aux stimulations de l’environnement. Le même champignon peut produire différentes mycotoxines dans différentes conditions de culture. La capacité de production des mycotoxines peut varier selon les espèces fongiques et les souches. Par exemple, le Tableau 11 montre les résultats de Marasas et al. (1987) où différentes souches (NRRL 3299, NRRL 3510, M-1-1, HPB 071178-13 et F-38) de la même espèce de F. sporotrichioides ont produit
34 différentes concentrations de toxines dans les mêmes conditions de culture. Même si l’espèce ou la souche possèdent les gènes pour la biosynthèse, les toxines ne sont produites que dans des conditions particulières que ce soit au laboratoire ou au champ.
Tableau 11. Production de toxines T-2 et HT-2 par différentes souches de F. sporotrichioides (Cultures à base de maïs, 15° C pendant 21 jours).
Souche Production de toxines (mg/kg)
Toxine T-2 Toxine HT-2 NRRL 3299 930 110 NRRL 3510 1 300 200 M-1-1 660 120 HPB 071178-13 460 64 F-38 130 36
Kokkonen et al. (2010) ont testé différentes conditions de culture (température, humidité et milieu de culture de grains : d’orge, d’avoine et de blé (Relation 1 :1 :1) avec différentes espèces et souches. Dans le cas de F. langsethiae, toutes les souches testées ont produit 4 trichothécènes (T-2, HT-2, DAS, NEO) dans toutes les conditions évaluées. Dans cette étude, la souche, le substrat et les facteurs environnementaux ont affecté les concentrations produites de la toxine T-2. Le Tableau 12 montre les changements dus aux variations en température et humidité dans les concentrations des toxines T-2 et HT-2 obtenues pour la même espèce mais avec différentes souches. Les concentrations en toxines T-2 et HT-2 trouvées chez les souches de F. langsethiae 05010, 05013 et 05014 à 15° C et avec une aw de 0,994 sont très supérieures à celles obtenues à 25° C avec la même valeur
d’aw. Par exemple pour la souche 05010, les concentrations en T-2/H-T2 sont respectivement
de 91 et 23 mg/kg à 15°C, pour une aw de 0,994 contre 3,90 mg/kg et 4,50 à 25°C pour la
même valeur d’aw. Par contre, pour une même température (25°C), les productions de toxines
sont quasiment similaires quelque soit la valeur de l’aw. Ainsi, pour la souche 05013, la
concentration en toxine T-2 est de 1,50 mg/kg à une valeur d’aw de 0,994 contre 1,70 mg/kg à
une valeur d’aw de 0,960. Les auteurs ont conclu que la disponibilité et le type de substrat sont
35 possible que l’origine de la souche détermine la production des toxines dans le même substrat. C’est à dire que les souches isolées à partir de blé se développent mieux dans les milieux à base de blé. D’après ces résultats, ils ont confirmé que les souches fongiques d’une même espèce et d’une même région d’origine (Finlande, dans ce cas), peuvent différer dans la production des mycotoxines. Par contre, les résultats des études in vivo ne peuvent pas être extrapolés in planta parce que dans le champ plusieurs facteurs peuvent affecter le développement fongique et la production de mycotoxines. De manière générale ils ont conclu que F. langsethiae et F. sporotrichioides se développent dans des conditions humides et froides (aw : 0.994 et 15° C) avec une forte production de trichothécènes de type A.
Tableau 12. Effets de la température et humidité sur la production des T-2 par F. langsethiae (différentes souches, sur grains d’orge, de blé et d’avoine (Rel 1 :1 :1), pendant 4 semaines) ;
(Kokkonen et al., 2010). F. langsethiae aw : 0,994, 15° C aw : 0,994, 25° C aw : 0,960, 25° C Souche Isolée de : (mg/kg) T-2 (mg/kg) HT-2 (mg/kg) T-2 (mg/kg) HT-2 (mg/kg) T-2 (mg/kg) HT-2 05010 Avoine 91,0 23,0 3,90 4,50 3,90 4,10 05013 Blé 8,60 3,60 1,50 2,30 1,70 3,00 05014 Orge 36,0 13,0 6,90 7,10 3,40 4,00
Blesa et al. (2010) ont trouvé que la production de T-2 par F. sporotrichioides est proportionnelle à la concentration de glucose présent dans le milieu (PDA). Une concentration de 20% de glucose donne 1,45 mg de T-2 par kg. Ils ont émis l’hypothèse que la présence de glucose est positivement corrélée avec la production de T-2 parce que les trichothécènes sont considérés comme des dérivés des isoprénoïdes. Cette hypothèse est basée sur le fait que l’isopentenyl diphosphate est le principal intermédiaire de la biosynthèse d’isoprenoïdes, que l’acetyl CoA/mevalote est le précurseur universel des isoprénoïdes et que l’acétyl CoA est un des produits de la glycolyse.
Strub et al. (2010) ont étudié les effets des conditions de température (5-35° C) et d’aw (0,630-0,997) sur la croissance de F. langsethiae et la production des toxines T-2/HT-2
sur grains d’orge. Ils ont trouvé que la température optimale et l’activité d’eau optimale sont de 28° C et de 0,997 respectivement.
36 Medina and Magan (2011) ont trouvé que la disponibilité de l’eau est le facteur qui contrôle la production des toxines T-2 et HT-2. Ils ont testé des souches isolées en Angleterre, Finlande, Norvège et Suède. Ils ont fait les tests sur un milieu à base de farine d’avoine, d’eau et d’agar (2%, w/v) pendant 10 jours. Ils ont trouvé des différences dans les concentrations de toxines détectées par rapport à l’origine des souches. La souche qui donne la plus forte concentration a pour origine la Suède. Dans la culture à une aw de 0,995 et une température de
10°C, ils ont trouvé une concentration en toxine de 8 µg/g d’agar et à 20° C une concentration de 20 µg/g d’agar. A une température de 25° C cette même souche produit la toxine T-2 à une concentration inferieure à 1 µg/g d’agar avec une aw de 0,95 mais avec une aw de 0,99, la
concentration en toxine est de 13 µg/g d’agar. La souche anglaise produit la toxine T-2 à 25°C à une concentration de 3 µg/g d’agar avec une aw de 0,95 et de 11 µg/g d’agar avec une aw de
0,99. Dans cette étude l’aw et les températures optimales trouvées pour la production de T-2 et
HT-2 sont entre 0,98-0,995 et 20-30° C respectivement.