Хемотипы: Химическое разнообразие растений и микроорганизмов
Chemotype
Хемотип: химически отличные формы растений и микроорганизмов. Различия в метаболитах при незначительных генетических изменениях. Определение и применение.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Химотип (иногда химиовар) – это химически отличная сущность в растении или микроорганизме, характеризующаяся различиями в составе вторичных метаболитов. Незначительные генетические и эпигенетические изменения, оказывающие небольшое или отсутствие влияния на морфологию или анатомию, могут приводить к значительным изменениям в химическом фенотипе. Химотипы часто определяются наиболее обильным химическим соединением, производимым данным индивидуумом, и эта концепция оказалась полезной в работах химических экологов и химиков, изучающих природные продукты. В отношении биологии растений термин «химотип» впервые был введен Рольфом Сантессоном и его сыном Йоханом в 1968 году и определялся как «химически характеризуемые части популяции морфологически неразличимых особей». В микробиологии в 1990-м издании Международного кодекса номенклатуры бактерий (ICNB) предпочтительными являются термины «химоформа» или «химовар», при этом первый относится к химическому составу организма, а второй – к «производству или количеству производства определенного химического вещества». Термины с суффиксом «тип» не рекомендуются, чтобы избежать путаницы с типовыми образцами. Термины «химотип» и «химовар» были первоначально предложены для включения в ICNB в рамках предлагаемого пересмотра одного из правил номенклатуры, касающихся инфрасубспецифических таксономических подразделений, на заседании Международного микробиологического конгресса в Монреале в 1962 году. Предлагаемое изменение аргументировало необходимость номенклатурного регулирования этих рангов, таких как серотип и морфотип, чтобы избежать путаницы. В предлагаемой рекомендации 8a(7) запрашивалось «разрешение на использование терминов «химовар» и «химотип», определяя их как «используемые для обозначения инфрасубспецифического подразделения, включающего инфрасубспецифические формы или штаммы, характеризующиеся производством химического вещества, которое обычно не производится типовым штаммом вида». Изменение в Кодекс было одобрено в августе 1962 года Судебной комиссией Международного комитета по бактериологической номенклатуре на VIII Международном микробиологическом конгрессе в Монреале. Хорошим примером растения с множеством полиморфных химотипов является Thymus vulgaris. Хотя образцы T. vulgaris в основном неразличимы по внешнему виду, они могут быть отнесены к одному из семи различных химотипов в зависимости от того, является ли доминирующим компонентом эфирного масла тимол, карвакрол, линалоол, гераниол, сабинен гидрат (туианол), α-терпинеол или эвкалипт. Такие химотипы могут быть обозначены как Thymus vulgaris ct. thymol (красный тимьян) или Thymus vulgaris ct. geraniol (сладкий тимьян) и т. д. Такое обозначение не имеет таксономического значения. Поскольку химотипы определяются только наиболее обильным вторичным метаболитом, они могут иметь небольшое практическое значение как группа организмов, обладающих общим признаком. У особей одного химотипа могут быть существенно различающиеся химические профили, варьирующиеся по количеству и виду следующего по распространенности химического вещества. Это означает, что две особи с одним и тем же химотипом могут по-разному влиять на травоядных, опылителей или устойчивость к вредителям. Исследование, проведенное Кеном Кифовером Рингом и его коллегами в 2008 году, предостерегало, что «это может быть очень качественная оценка химического профиля особи, под которой может скрываться значительное химическое разнообразие».
A chemotype (sometimes chemovar) is a chemically distinct entity in a plant or microorganism, with differences in the composition of the secondary metabolites. Minor genetic and epigenetic changes with little or no effect on morphology or anatomy may produce large changes in the chemical phenotype. Chemotypes are often defined by the most abundant chemical produced by that individual and the concept has been useful in work done by chemical ecologists and natural product chemists. With respect to plant biology, the term "chemotype" was first coined by Rolf Santesson and his son Johan in 1968, defined as, " chemically characterized parts of a population of morphologically indistinguishable individuals." In microbiology, the term "chemoform" or "chemovar" is preferred in the 1990 edition of the International Code of Nomenclature of Bacteria (ICNB), the former referring to the chemical constitution of an organism and the latter meaning "production or amount of production of a particular chemical." Terms with the suffix type are discouraged so as to avoid confusion with type specimens. The terms chemotype and chemovar were originally introduced to the ICNB in a proposed revision to one of the nomenclatural rules dealing with infrasubspecific taxonomic subdivisions at the 1962 meeting of the International Microbiological Congress in Montreal. The proposed change argued that nomenclatural regulation of these ranks, such as serotype and morphotype, is necessary to avoid confusion. In proposed recommendation 8a(7), it was asked that "authorization be given for the use of the terms chemovar and chemotype," defining the terms as being "used to designate an infrasubspecific subdivision to include infrasubspecific forms or strains characterized by the production of some chemical not normally produced by the type strain of the species." The change to the Code was approved in August 1962 by the Judicial Commission of the International Committee of Bacteriological Nomenclature at the VIII International Microbiological Congress in Montreal. A good example of a plant with many polymorphic chemotypes is Thymus vulgaris. While largely indistinguishable in appearance, specimens of T. vulgaris may be assigned to one of seven different chemotypes, depending on whether the dominant component of the essential oil is thymol, carvacrol, linalool, geraniol, sabinene hydrate (thuyanol), α terpineol, or eucalyptol. Such chemotypes may be indicated as Thymus vulgaris ct. thymol (red thyme), or Thymus vulgaris ct. geraniol (sweet thyme), etc. Such an indication has no taxonomic standing. Because chemotypes are defined only by the most abundant secondary metabolite, they may have little practical meaning as a group of organisms sharing the same trait. Individuals of one chemotype may have vastly different chemical profiles, varying in the abundance of kind of the next most abundant chemical. This means two individuals of the same chemotype could have different impacts on herbivores, pollinators, or resistance to pests. A study by Ken Keefover Ring and colleagues in 2008 cautioned that, " this can be a very qualitative assessment of an individual's chemical profile, under which may be hiding significant chemical diversity."