Histopathologie et ultrastructure de Nosema pyrgomorphae n. sp. (Microspora, Nosematidae) parasite de Pyrgomorpha conica tereticornis (Orthoptera, Pyrgomorphidae)

Arch. Protistenkd. lJ6 11988) : 283-292 VEB Gustav Fischer Vcrlag Jcn~ Laboratoire de Parasitologie, Département de Biologie Animale, Faculté des Science~. Université de Dakar, Dakar. Sénégal

Histopathologie et Ultrastructure de Nosema pyrgomorphae n. sp. (Microspora, Nosematidae) Parasite de Pyrgommpha conica tereticornis (Orthoptera, Pyrgomorphidae) 1) Histopathology and Ultrastructure of Nosema pyrgomorphae n. sp. (Microspora, Nosematidae) Parasite of Pyrgomorp ha conica tereticomis (Orthoptera, P yrgomorphidae) Par BHEN S.

ToGUEBA YE, AtAJN SECK

et

BERNARD MARCHAND

AVCC 11 Figures

Key wurd~ · Nosenw

p~·r1/t!llwrp/rae;

1listopathology i UltmslJUcture

Summary N, spomots, sporoblasts and spores) cootained diplocaryntic nuclei and werc in dose contact wilb tbe cytoplasm of the host cell. Ils spores werc cylindrical and measurcd 3.86 :!. U. 13 11111 x 2.02 ± 0.10 ~-tm. The polar filament formed 7 to q coils and the polaroplast prescnted 2 lrunellar part!>.

Tntroduction Trois espèces de microsporidies du genre Nosema ont déjà été décrites chez les orthoptères. 1953) a décrit Nosema locustae chez Locusw migrmorïa migratorioides en élevage en Angleterre; H ENRY (1967) a signalé la présence de Nosema acrido{llzagus chez Schisroterca americana provenant de Géorgje (USA) et H ENRY ( 1971) a décrit Nosema cuncatum chez Melanop/us confusus récolté à Bozeman (USA). Dans le présent travail nous décrivons chez un autre orthoptère Pyrgomorpha bispinoscJ incognito. une quatrième espèce de mkrosporidie du genre Nosema . CANNING (

Matériel et Méthodes Au Sénégal, Pyrgomorpha con ira tercticomis BRUl.É se rencontre toute l'année. le plus souvent directement sur le sni uu sur diverses gro1minées.

Sur les 272 individus examinés Onrves et adultes) entre 1984 et 1986, 70 étaient parasités. soit un tau~t de parasitémie de 25,7 %. Histologie. Les larves et adultes parasités ont été fixés par le Carnoy. Après déshydratation à l'élbunot, le.• pièces ont été incluses dans du paraplast à 58 •c. Des coupes sériées de S à 7 ~J.m ont été réalîsées pujs colorées à l' Azan de 'Heidenhain et observées au microscope photonique. ') Ce r:ravail a reçu un soutien financier tAccord C-911/ 1) de ln Fondation internationale pour la Science, Stockholm. Suède.

284

B S. TooUF.HAYil ct al.

Cytologie. Oe5 fragments t.le ris; us parnsité~ ont été fi11és 1 heure par le glutaraldéhyde à 2.5 % dan~ le tampon cacodylmc de sodium 0.1 M à pH 7 ,tl , pui; 1 heure p3r le IA'troxyde d 'osmium à 1% dan~ le mèrne 1.1mpon. Ils ont ensuite t!té déshydraté~ par l'ethanol et l'oxyde de propylène avant d'être incl~ dans l'épon ou don~ le ;purr. Le~ ooupes {lill été réalisée; b l'ultramicmtome Poner Blum MT!, puis contrastées par l'acétate d'uranyle cr le citrate de plomb. Elles unt en•uuc été observées uux microscopes électromquc~ Siemens Elmiskop lOI et Jrol 100 C x IL

Résultats 1. Hi stopatholog ie et Cytopatholpomme c.lonne naisl>ance à un sporonte à deux diplocaryom. (Fig. 6). Cesporonte tétranucléése divise par étranglement médian de son cytopla,me pour donner deux sporoblastes à un diplocaryon. Les sporoblastes et la sporogenèse Les sporoblaste~ présentent un ùiplocaryon typique. JJ~ sont d'abord de forme irrégulière. puis s'allongent (Fig. 7 ct 8). L·apparition du filament polaire est la première manifeslation visible de la sporogenèse. Le jeune filament polaire est composé d'un axe centrale opaque aux électrons. d'une couche intennédiaire claire et d'une couche périphérique opaque. Il :.e forme dans la région postériew-e du polaroplaste à partir d'un réseau golgien opaque aux électrons en contact direct avec le cytoplasme du sporoblaste (Fig. 7). D entre ensuite en contact avec le sac polaire apparu dans la région antérieure (Fig. Il). Le polaroplaste se différencie après J'élaboration du filament polaire. Il dérive d'une formation amorphe, dont on ignore la nature, apparue dans la région antérieure du sporoblaste. A 1'intérieur de cette formation. des membranes se différencient (Fig. 8) réalisam des saccules parallèles (Fig. 9).

Histopathologic et Uhrastructure de Nosema pyrgomorplwe n. sp.

285

Fig. 1. Tissu adipeux infesté observé au microscope photonique. S: spores. Barre = 38 f1m. Fig. 2. Lyse du muscle strié observée au microscope électronique à transmission. M: fibre musculaire ; Me: méronte; N: noyau de la fibre musculaire. Barre= 2f1m.

286

B. S.

TOOUFRAYE et

al.

Fig. 3. Méronte à un diplocaryon. Le diplocaryon en division présente des centres cinétiques (CC) et des fibres 0,61-'m. fusoriales entre lesquelles sc distribuent les chromosomes (Ch). 0: diplocaryon. Barre Fig. 4. Méronte à deux diplocaryons (0). La section ne montre que trois noyaux des deux diplocaryons. RE: réticulum endoplasmique. Barre = 1l'ffi-

=

Histopatholog.ie ct Ullra,tructure de Nouma p1'r11omorpha1' n. sp.

287

Fig. 5 . Sporontc à un diplocaryon (D). P: paroi; RE : réticulum endoplasmique. Barre= 0,5Jlm. Fig. 6. Sporonte à deux diplocaryons (D). La section ne montre que trois des deux diplocaryoos. RE: réticulum endoplasmique. Barre = ll.llJl. Fig. 7. Sporoblaste. D: diplocaryon; FP: filament polaire. Barre = 0,4j.tm.

288

B. S. TOGlJEBAYE et al.

289

Histopathologie et Ullrtructure de Nosema pyrgomorphae n. sp.

La sporogenèse se tert)line par la formation de la paroi sporale. La paroi initiale du sporoblaste s'écane de la membrane plasmique de la jeune spore ménageant ainsi une endospore claire tout autour de La cellule (Fig. 8). La paroi opaque initiale du !>poroblaste devient ainsi rexospore de la jeune spore. Tableau 1. Comparaison entre les Nolema d'Orthoptères E~pèces

Hôtes

Nouma locustat'

CANNING, 1953

Locusta migratorta migratorioides c 1 plusieurs

autres

Caractères des stades présporau.>t

Spores (taille en

Mérontcs et sporontcs uninucléés et ù di plocnryon

Ovales

HtNIIY ,

1967

NiJll!l/ltt Ctlllt'a/11111 HENRY ,

1971

Nouma pyrgomnrf1hat'

n. sp.

Schim>cerca amerirana

ct plusieurs autres Orthoptères

Mérontes et sporontel> uninueléé\ ct à di plocaryon

ct plusieurs autres Orthoptèn:s

Mérontes et sporonte• uninuciUs et à diplocaryon

Pyrgomorpha c. fl!retimmis

Mérontes ct sporontcs à diplocaryon

Melanop/us confu.w.s

4 - 6,6 x 2,5- 3.5 7 X3,5

3X 1,5

Orthoptères Ntm:ma acridophagtJS

~un)

Ovoïdes

4, 1X2.6 Ovales 4.8x3,4

6.5X5.0 Cylindriques

3,86 ± O,IJX 2.02 ± 0.10

Les spores Les spores vivantes sont cylindriques et mesurent en moyenne 3,86 ± 0,13 !Am de long sur 2,02 ± 0.10 J.lm de large (Fig. 9). Elles possèdent un diplocaryon. Leur paroi est constituée d'une exospore opaque aux électrons d'environ 20 nm d'épaisseur et d'une endospore claire dont l'épaisseur est d'environ 200 nm. Le fu ame nt polaire présente une partie antérieure rectiligne et une partie postérieure qui décrit 7 à 9 tours de spire. En coupe transversale. le fùament polaire présente 6 couches concentriques plus ou moins denses aux électrons (Fig. 10). La membrane limitante du filament polaire est en continuité avec celle du sac polaire (Fig. 11). Le polaroplaste est lamellaire. Dans la spore jeune, il ne présente qu'une seule panie (Fig. 10), mais dans la spore âgée, il présente une partie antérieure constituée de saccules membranaires aplatis et très serrés les uns contre les autres et une partie postérieure formée de saccules nettement séparés les uns des autres (Fig. Il). Le cytoplasme contient de nombreux ribosomes libre~.

Fig. Il Jeune ~pore montrant une ébauche du polaroplastc CPL): D : diplocaryon: FP: lilament polaire: P: partu B arre = O.Silm Fig. 9. Spores. Elles sont cylindrique~ . Elles pré,ement un polaroplaMe lamellaire (PL). un filament polaire {FP), un diplocaryon (DJ ct une paroi constituée d'une cndospore (EN) et d'une e.\osporc (EX). Barre= 0,41-!m. Enl.-an : spore\ vivant~ observées uu microscope photonique. Barre "" 0,4 jlffi. Fig. 1O. Coupe transversale de la partie spiralée du filament polaire (FP). Barre -= 0,41-!m. Fig. Il. Région antérieure d'une ~porc àgée avec un disque d 'anLriés réduit !"activi té motrice des ~pét:imens micro~poridiosés ( Y OUSSEF 1974: ToGUEBA ve et Boutx 1982). Tableau 2. Compnr.ü\on entre les difftrentes espèce~ ete No~ema parasites d'anin1au~ autres 4Uc le~ Orthl>ptères. mais don! le5 spore~ ont une tadtc comparable ii celle de la NtHemu Je Pyrgmnmplw mmres, on peut la rapprocher à 8 autres espèce:.. Ce sont Nosema cacocciae. Nosema dendrocroni, Nosema thomsoni, Nose11w rubijici. Nosema peridromae, Nosema .fiïhreri et Nosemo sp. de Gallt•ria mellonella (LIPA 1977, 1979; SPRAGUF. 1977; PURRINI et Wt:ISER 19~ 1). Elle diffère néanmoin' de chacune de ces espèces par la forme de ses spores el par la morphologie de son appareil nucléaire (Tableau 2). L 'ensemble des caractères particuliers de Nosema Pyrgomorpha conica rerericorms permet donc de créer une espèce nouvelle que nous nommons Nosema pyrgvmorphae n. sp. du nom générique de son hôte.

Résumé No5t'ma pyrgcunurplw a été trouvée ehe7 le~ larve' ct adulte~ de Pyr!{flmnrplw cn11ica tt'rt'llcorms (0rthOpter:J. Pyrgommphidacl Elle para~itc l'ep1thélium 1ntcsunal. le li\!lU adipeux et le' muscles. Tous 'e~ >fade' de développement (mé1'0nte;,, ~porontr,, spomhlastcs ct 'porcs l sont diplocaryotiques ct en contact direct avec le cytoplu)me de la cellule hôte. Se\ 'pores \Oill cylindriques et m.:surcnt 3,86 ± 0,13 11m x 2.02 ± 0,10 !!m Le filament polaire décnt 7 à 9 tour. de spire et le polaroplastc présente dcu:( panie~ lamellaire.~.

Remerciements Nous adre~sons nos vtfs rcrnercicmenb i1 M R. Rov, Directeur du Laboratoire des Invertébrés Terrestre~ à lïFAN/Ch. A. DIOP de Dakar (Sénégal) pour la détcnninallon ùc n~ insecte' Le travail a été réalisé avec la collaborataon techn1que de MM . DoUOOU NGOI\1, EMA"' Ub L Cot. Y. EDOUAI\0 Col. V, MMES RoKIIA YA DIOUF Ct AWA Mnnwua, DIIA~II

Références B~tOOKS.

W. M .liA LARD, E. 1.. and lh.nm. J (1985): 1wonew spec1 ni No.\tmcl tMicro,pnnda: Nn\cmntidact from the me~il:an bean hcatle Epllt~cluw l'uri••e.vtis tC'oleoptcra: Coccinellidac). J. Prmozonl. 32 :525-535. C.\NNING, E. U (1953). A new micrnsporidian. N()Sl'/lla lutu,tae n. ~p lrnm the fal body of the african nùgr.uory locu't /.ocu.•ta migraturiu migrawnoides Parasuology 43 · ::!87-290. HENRY. J E. (1 671: Nll.\t'III(Hicndophagul ;p. n. . a micrnsporiuiun isolated from Gra~~hoppcr~ . J. lnvcrtebr. Pathol. 9 331-341 - 11971 l: Nc•fi'Jntl nmeotum sp n IMtcro~porida: i"osema!ldae) an Grru.shuppcrs (Orthoptcra: Acridid;tC) J. lnvcrtebr. l'athol. 17 · 164-171. HosTOUNSKY. Z (1970) . Nosemct me.mili CPAHL.) a microspomlian of cabageworm, Pierriç hrassit·ue (L.) in the paro.-.uesApcmtlaeleJ g/omeram.• Il 1. H.1paçora tbt'IIIIIIJI (GR"'' land P11npila iii.\IIJ:OI()r (f. 1 Acta Entomol 65 1-5 and WEtSER, J. (19110}: A micro~poridian an Oriorrl1ynchus eqwmriJ (Coleopt~ru. Cun.:ulioniduc) ve,t Cs. Spolcc Zool. 44· lfo0-165. KHARAZI-PAKDFl A. (196R): Rt:chcrche~ 'ur la p:uhogcoic de Noscma mtloiJJnrlrar KKII!(; . l:.otomnphago 13: 289-3 17.

KRAMtlt, 1. P. (1966): On the octo,poroo~i~ of the muscoid fl1e-. caused 1>) Octulporeamuscul!dnmi!JIIcar FLu (M1crosponda). The Amer. Midi. Natur75: 214-:!20. LIP,,, J. J. (1977): M icm~poridian anfection~ of Galleria mel/one/la (L.) (L!!pidoplcr-a. Galleriiuùc) with the descnption of a new specics Nusema gulltr1dae n. 'P· Acta Protomol. 16 . 141-141). (1979) : N()st!lllll ptridrnmat sp. n A new microsJI(mdiJn parasirc of the vanegated culwom Peritfmma saunrt'zia lryperae n. ~p. a pathogeo of the alfalfa weevil , Hypera postica. J. lnvenebr. Pathol. 24: 282-292. Adresse des auteurs: Dr. SHEN S. TOOUEBAYE, Dr. ALAIN SECK et Dr. BERNARD MARCHAND. Laboratory of Parasitology, Depanmeot of Animal Biology, Faculty of Sciences, University of Dakar, Senegal.