小立碗藓(学名:Physcomitrium patens)在分类上属于
葫芦藓科,小立碗藓属植物,分布于欧洲、亚洲、非洲及大洋洲,中国湖南省张家界地区有分布。
小立碗藓植物体矮小,黄绿色,有光泽,稀疏丛集。其茎细而短。叶片呈卵形或披针形,茎基部的叶较小,中肋单一、细长。蒴柄短粗,孢蒴呈圆球形或梨形,对称、不伸出叶丛,无蒴盖分化,孢蒴成熟后不规则开裂,蒴齿缺如,蒴帽极小,呈钟形。成熟后基部四瓣浅裂。孢子呈球状肾型。
分布于
欧洲、亚洲、非洲及大洋洲,中国湖南省张家界地区有分布。
小立碗藓生长所需营养简单,容易培养;其配子体在生活史中占优势,对其突变体的表型可以进行直接研究;其核基因组易于与有同源片段的外源DNA发生高频率的
同源重组,从而使得精确的基因破坏和
基因敲除成为可能,为基因功能的研究提供了良好的材料。小立碗藓与高等陆生植物有很多相似特点,而小立碗藓的一些特性使得它比其他植物更易于进行分子生物学的研究。小立碗藓在国外已经成为植物分子生物学研究的
模式生物。
小立碗藓生长所需营养较简单,容易培养。可以用水培或用只含无机盐的培养基培养。通常情况下,用铺有琼脂的培养皿或盛有水的锥形瓶培养即可。小立碗在发酵罐中悬浮培养的小立碗藓再生能力强,从配子体取下的任何组织都可以继续培养,而新生的原生组织生长最快。
一个得到原生组织的简单方法是将原生组织匀浆并接种于新鲜琼脂培养基上。在上面覆盖一层玻璃纸可以减缓组织的生长速度,简化最终得到的组织。一周后,培养得到的组织大部分由绿丝体细胞组成,是获得
原生质体良好材料。一个标准培养皿(直径90mm)接种一周可得到干重50mg的组织(25℃,白光)。用纤维素酶消化可以得到5×106个原生质体。小立碗藓在22-27℃的环境中,生长最迅速,15℃时生长缓慢,但这个温度可以诱导配子体产生。植物体在连续光照条件下生长良好,16h光照、8h黑暗的周期处理可以诱导原丝体组织的分化。
培养小立碗藓的
原生质体可以利用半连续式光合自养
生物反应器,使用这种方法不但可以获得用于转化的大量原生质体,并且可以利用小立碗藓的原生质体生产蛋白。利用添加2.5mmol/L酒石酸铵的Knop培养液,通入含2%CO2的空气,pH值控制在4.5-7.0,可得到最大比生长速率为0.57/d。利用5L的生物反应器每天可得到1100mL的悬浮培养物,稀释率为22%。在培养基中添加一些微量元素和一些辅酶、维生素等可以提高原生质体培养的最大成活率。