类型a：这篇文档报告了一项原始研究。

主要作者和机构以及发表时间和期刊
这项研究的主要作者包括Hong Yue、Xi Chang、Yongqiang Zhi、Lan Wang、Guangwei Xing、Weining Song和Xiaojun Nie，他们都来自西北农林科技大学旱区作物逆境生物学国家重点实验室和农学院。此外，Xi Chang还来自西藏农牧学院。该研究于2019年2月11日发表在《Genes》期刊上。

学术背景
该研究的科学领域主要是植物基因组学与逆境生物学。WRKY基因家族是一类重要的转录因子，在植物对生物和非生物胁迫（如盐胁迫和干旱胁迫）的防御反应中起着关键作用。藜麦（Chenopodium quinoa）是一种具有高抗逆性的古老作物，其基因组已被测序，但其WRKY基因家族的功能尚未被系统研究。为了填补这一空白，本研究旨在通过全基因组分析，系统地鉴定和分类藜麦中的WRKY基因家族，并探索这些基因在植物发育和逆境响应中的功能。

详细研究流程
本研究分为多个步骤进行：

1. WRKY基因家族的鉴定与染色体定位
   研究首先从NCBI、Ensembl Plants和Phytozome数据库下载了动物、真菌和植物的蛋白质序列数据，使用BLASTP程序（e值<1e-5）筛选出包含完整WRKY结构域的基因。随后，利用HMMER软件（基于PFAM 31.0数据库中的WRKY结构域模型）进一步验证并去除冗余序列。最终，研究在藜麦中鉴定了92个非冗余的CqWRKY基因。这些基因分布在藜麦的18条染色体上，其中7号染色体包含最多基因（18个），而3号染色体未发现CqWRKY基因。

2. 系统进化分析、基因结构与保守基序鉴定及基因复制事件分析
   使用ClustalW 1.83进行多序列比对，并通过MEGA6.0构建邻接法（Neighbor-Joining, NJ）系统进化树，研究了CqWRKY基因与其他植物WRKY基因的进化关系。结果表明，CqWRKY基因可被分为三组（Group I、II、III），其中Group II是最大的亚组，占所有CqWRKY基因的67.4%。此外，研究还通过MEME工具鉴定了15个保守基序，并利用Quinoa基因组数据库分析了基因的内含子和外显子结构。最后，通过比较同源基因的排列覆盖度和相似性，研究发现了藜麦中存在基因复制事件。

3. CqWRKY基因的互作网络分析
   基于拟南芥（Arabidopsis thaliana）中的直系同源基因，研究构建了CqWRKY基因与其他藜麦基因的共表达网络。通过STRING v10.5和AraNet v2工具分析，发现25个CqWRKY基因参与了193个相关基因的网络互作，涉及MYB、ZAT、NAC、ERF等基因家族成员。

4. CqWRKY基因的表达谱分析
   研究利用RNA-Seq数据（来源于SRA数据库）分析了CqWRKY基因在不同组织（种子、幼苗、茎、叶、花序）和逆境条件（盐胁迫和干旱胁迫）下的表达模式。数据分析使用Hisat v2.0.4和TopHat v2.1.1软件计算FPKM值，并通过R语言生成热图。

主要研究结果
1. WRKY基因家族的鉴定与分类
研究在藜麦中鉴定出92个CqWRKY基因，这些基因根据系统进化关系和保守基序分为三组。Group I包含16个基因，每个基因含有两个WRKY结构域和C2H2锌指模体；Group II包含62个基因，每个基因含有一个WRKY结构域和类似的锌指模体；Group III包含14个基因，每个基因含有一个WRKY结构域和C2CH锌结合模体。

1. 基因复制事件与进化分析
   研究发现藜麦中存在39对基因复制事件，这可能是基因家族扩增的重要原因。此外，系统进化分析显示，Group I可能是其他两组的祖先，其结构变异和WRKY结构域数量的变化反映了WRKY基因家族的多样性。

2. CqWRKY基因的功能分析
   表达谱分析表明，约三分之一的CqWRKY基因在幼苗、茎、叶和花序中高表达，而在成熟种子中表达较低。此外，近一半的CqWRKY基因在盐胁迫或干旱胁迫下显著上调，表明这些基因在逆境响应中起重要作用。例如，CqWRKY21a-1和CqWRKY56a-2在盐胁迫下的表达水平显著高于正常条件，而CqWRKY21b-1和CqWRKY56a-1则无显著差异。

结论与意义
本研究首次在全基因组水平上系统地鉴定了藜麦中的WRKY基因家族，并揭示了这些基因在植物发育和逆境响应中的潜在功能。研究结果不仅为理解藜麦及其他作物的逆境耐受分子机制提供了重要信息，还为未来的功能研究提供了候选基因。此外，研究发现的基因复制事件和表达模式也为探讨WRKY基因家族的进化过程提供了新线索。

研究亮点
1. 首次在藜麦中鉴定出92个CqWRKY基因，并将其分为三组。 2. 发现了39对基因复制事件，揭示了基因家族扩增的可能机制。 3. 表达谱分析表明，CqWRKY基因在逆境响应中起重要作用，特别是在盐胁迫和干旱胁迫下。 4. 构建了CqWRKY基因的互作网络，揭示了其在调控植物生长发育和逆境响应中的广泛作用。

其他有价值内容
研究还强调了WRKY基因家族在植物进化中的独特地位，指出其在高等植物中广泛分布且高度保守，而在动物和大多数真菌中未发现。这种分布模式使WRKY基因成为研究生物进化的重要候选对象。