钙依赖蛋白激酶(CDPKs)是植物细胞内Ca~(2+)信号识别及转导的重要媒介，在生长发育和逆境应答时起重要作用。本研究基于美洲商陆(Phytolacca Americana L.)的转录组数据，通过生物信息学对美洲商陆PaCDPK基因家族进行鉴定和分析，分析了该家族基因成员及理化特性、系统进化关系、保守基序和保守功能结构域等，同时分析了其在重金属锰(Mn)和镉(Cd)胁迫下的表达模式。我们共鉴定到16个CDPK基因，依次命名为PaCDPK1～PaCDPK16，二级结构主要构成元件为α-螺旋和无规则卷曲；系统发育分析将16个家族成员分为四个亚家族，且同一亚家族具有相似的保守基序；各成员均具有一个核心蛋白激酶结构域和两个EF-hand结构域；在重金属胁迫下的转录数据分析显示不同家族成员对不同重金属的响应有不同的表达模式：PaCDPK2、PaCDPK4和PaCDPK5的表达量在两种胁迫下下调，而其他成员的表达量至少在一种胁迫下显著上调。该研究系统鉴定了超累积植物美洲商陆的PaCDPK基因家族，为进一步了解美洲商陆CDPK基因提供了科学依据，也为深入解析美洲商陆的生长发育、逆境应答尤其是重金属胁迫响应时的功能提供参考。

商陆属(Phytolacca); 全长转录组; 钙依赖蛋白激酶(CDPKs); 生物信息学分析; 逆境胁迫

Hunan University of Science and Technology