Physcomitrella金属盘Physcomitrella是一种苔藓植物，已被越来越多地用作模式生物。苔藓是非维管植物，具有主要的单倍体期。苔藓植物包括各种苔藓和地苔，它们生长在潮湿和荫凉的地区。的基因组p .金属盘于2006年被测序，现在作为植物进化、生理、发育和基因组研究的模式生物。p .金属盘能在大的连续原丝体培养中保持稳定的遗传背景。机械力不断地将组织分裂成更小的碎片，可以维持原体阶段。此外,p .金属盘已被证明对一些非生物胁迫非常宽容;它也可以在只含有矿物质和水的最小培养基中生长。
同源重组
Physcomitrella金属盘是已知的唯一可以通过同源重组有效转化的陆生植物。同源重组允许DNA片段插入到一个特定的基因组位置。这是通过用两个与特定基因组位点同源的DNA序列夹带转基因来实现的。当同源序列结合，内源性DNA修复复合体整合DNA片段进入苔藓基因组。因此，将标记基因插入外显子可以有效地敲除特定的基因。也有报道说，嵌合蛋白是通过插入一个替代的编码序列到一个基因中产生的。p .金属盘在开花植物中，同源序列的转基因整合频率高达100%，但只有一小部分生物复制体通过同源重组得到正确的转化。
向量构造
变换向量包含与表达式向量相同的基本元素。从另一种生物中克隆的转基因是载体的主要组成部分。一个载体可以包含多个转基因，但是构建的时间越长，转化的效率就越低。基因表达依赖于转基因上游的启动子序列。CaMV 35S启动子通常用于植物转化。它是来自花椰菜花叶病毒(CaMV)的一个非常强的组成启动子，因此下游的基因在所有组织中都高表达。为了停止转录，一个终止序列被克隆到转基因的末端。转化载体的另一个重要组成部分是标记基因，它允许我们选择转化细胞。通常抗生素抗性基因被用来在含有抗生素的培养基上有效地选择转化细胞。如果一个有机体用多个载体转化，每个载体需要为不同的可选择标记基因编码，否则仅用一个载体转化的细胞无法与用两个载体转化的细胞区分开来。 For homologous recombination, the entire vector needs to be flanked with homology regions; this means that the homology regions are complementary to either a sequence within a gene that needs to be knocked out or an intragenic region of the host genome.
PEG-Mediated转换
细胞自然会避免病毒等外来DNA的吸收，因此我们需要克服细胞的保护屏障。一种鸡尾酒酶可以降解构成细胞壁的长多糖，可以去除和破坏细胞壁。产生的裸露细胞称为原生质体。像哺乳动物细胞一样，它们被质膜包裹着。聚乙二醇(PEG)是一种有机聚合物，它与DNA结合，使膜对复合物渗透。因此，载体可以渗透细胞。原生质体与DNA和PEG混合;然后DNA就可以进入细胞核，部分细胞被这种结构转化。孵育后加入W5溶液去除PEG。W5溶液中含有CaCl2、葡萄糖、KCL、MES和NaCl，这些溶液中都保留了PEG。 Therefore, the PEG can be easily separated out from the protoplasts by centrifugation.
细胞必须在选择性培养基上生长，以选择只有成功转化的具有抗性标记的细胞。这是因为细胞转换只发生在低频率。
苔藓生物反应器
微生物的代谢工程是有限的，因为P450的功能表达往往在酵母或细菌。Physcomitrella原丝体培养是理想的解决方案，因为它们可以在微生物等发酵剂中生长，但苔藓细胞也为次生代谢产物生产所必需的复杂蛋白质提供了合适的环境。因此，我们可以利用转基因植物来保护稀有植物物种，即可以在不提取稀有植物成分的情况下大量生产次生代谢物。