植物在遇到不良環(huán)境影響時(shí)，會(huì)引起系列脅迫響應(yīng)相關(guān)基因的表達(dá)改變，這一程稱為脅迫響應(yīng)。而脅迫相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄與其啟動(dòng)子區(qū)DNA分子的甲基化修飾（DNA分子上連入甲基基團(tuán)）密切相關(guān)。為研究植物種子萌發(fā)過(guò)程中的脅迫響應(yīng)機(jī)制，科研人員進(jìn)行了相關(guān)研究。
（1）ABA是一種植物激素，對(duì)植物生命活動(dòng)起
調(diào)節(jié)
調(diào)節(jié)
作用。當(dāng)植物處于脅迫狀態(tài)時(shí)，體內(nèi)ABA含量會(huì)升高，ABA處理可模擬外界不良環(huán)境，使植物產(chǎn)生脅迫響應(yīng)。
（2）研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥R基因編碼的D酶能夠切除某些基因啟動(dòng)子區(qū)DNA分子上的甲基基團(tuán)，即DNA去甲基化，從而改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)，使 RNA聚合酶
RNA聚合酶
能夠與該部分啟動(dòng)子結(jié)合，從而開(kāi)啟相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。
①科研人員以R基因突變體及野生型擬南芥種子為材料，用不同濃度ABA進(jìn)行處理，統(tǒng)計(jì)種子萌發(fā)率，所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，ABA濃度為0.9、1.2μM時(shí)，突變體種子萌發(fā)率較野生型明顯降低
ABA濃度為0.9、1.2μM時(shí)，突變體種子萌發(fā)率較野生型明顯降低
，推測(cè)R基因突變體由于D酶活性喪失，種子萌發(fā)對(duì)較高濃度的ABA脅迫更加敏感，可能與脅迫響應(yīng)基因啟動(dòng)子的甲基化程度有關(guān)。甲基化程度影響了植物對(duì)ABA的響應(yīng)。
②研究發(fā)現(xiàn)NIC基因是脅迫條件下種子萌發(fā)所需的關(guān)鍵基因之一?？蒲腥藛T檢測(cè)了1.2μMABA處理后，擬南芥R基因突變體及野生型種子中NIC基因啟動(dòng)子不同區(qū)域的DNA甲基化程度，結(jié)果如圖2所示。
（注：圖中甲基化程度用數(shù)字表示，絕對(duì)值越大，表明甲基化程度越高。DNA中一條單鏈的甲基化程度用0～1表示，另一條用-1～0表示。）
圖2結(jié)果顯示，突變體NIC基因啟動(dòng)子的A、D區(qū)域 甲基化程度顯著高于野生型
甲基化程度顯著高于野生型
。
③結(jié)合上述研究，推測(cè)在種子萌發(fā)過(guò)程中，R基因突變體由于 缺失R基因，D酶活性喪失，不能去除NIC基因的啟動(dòng)子區(qū)的甲基化，導(dǎo)致NIC基因不能轉(zhuǎn)錄（轉(zhuǎn)錄降低）
缺失R基因，D酶活性喪失，不能去除NIC基因的啟動(dòng)子區(qū)的甲基化，導(dǎo)致NIC基因不能轉(zhuǎn)錄（轉(zhuǎn)錄降低）
，因此對(duì)ABA脅迫更加敏感。
（4）科研人員進(jìn)一步選取不同擬南芥種子為材料驗(yàn)證了上述推測(cè)。
①實(shí)驗(yàn)處理及結(jié)果如表所示，請(qǐng)選擇a～f中的種子填入Ⅰ～Ⅲ處，在Ⅳ、V處填寫(xiě)正確的ABA處理濃度，選擇檢測(cè)指標(biāo)g、h填入Ⅵ處。
| 組別 |
種子 |
ABA濃度（μM） |
檢測(cè)指標(biāo) |
萌發(fā)率 |
| 1組 |
Ⅰ a a |
Ⅳ 1.2 1.2 |
Ⅵ g g |
80% |
| 2組 |
Ⅱ b b |
1.2 |
10% |
| 3組 |
Ⅲ d d |
V 1.2 1.2 |
65% |
種子類型：
a.野生型
b.R基因突變體
c.NIC基因突變體
d.基因突變體中轉(zhuǎn)入含無(wú)甲基化修飾啟動(dòng)子的NIC基因
e.野生型中轉(zhuǎn)入含無(wú)甲基化修飾啟動(dòng)子的NIC基因
f.NIC基因突變體中轉(zhuǎn)入含無(wú)甲基化修飾啟動(dòng)子的R基因檢測(cè)指標(biāo)
g.NIC基因轉(zhuǎn)錄的mRNA
h.R基因轉(zhuǎn)錄的mRNA
②請(qǐng)解釋表中各組實(shí)驗(yàn)的萌發(fā)率結(jié)果：
R基因廣泛影響脅迫相關(guān)基因的表達(dá)，ABA處理下萌發(fā)率低于野生型；轉(zhuǎn)入持續(xù)表達(dá)的NIC基因，能部分回補(bǔ)ABA敏感萌發(fā)表型，由于脅迫應(yīng)答相關(guān)基因很多，但仍有許多基因功能沒(méi)有得到回補(bǔ)
R基因廣泛影響脅迫相關(guān)基因的表達(dá)，ABA處理下萌發(fā)率低于野生型；轉(zhuǎn)入持續(xù)表達(dá)的NIC基因，能部分回補(bǔ)ABA敏感萌發(fā)表型，由于脅迫應(yīng)答相關(guān)基因很多，但仍有許多基因功能沒(méi)有得到回補(bǔ)
。
