番茄(Solanum lycopersicum L.)是茄科番茄属的一种重要的蔬菜作物,其开花前遭遇高温胁迫容易引起柱头伸出雄蕊,且明显高于花药筒,使得花粉不能正常到达柱头。由于番茄的自花授粉率达98%以上,柱头外露使得雌雄蕊无法正常授粉受精,子房萎缩,造成严重的落花落果,坐果率降低。本研究以番茄’Micro-Tom’品种为实验材料,研究高温胁迫对雄蕊、雌蕊生长以及柱头外露的影响；利用组织切片技术研究高温诱导番茄柱头外露的细胞学基础；利用植物生长调节剂喷施实验研究不同植物激素对柱头外露的生理影响；利用qRT-PCR技术分析了相关激素信号特征基因及逆境信号传导基因在番茄柱头外露过程中的时空表达特征,明确植物激素对高温下柱头外露的调控作用；利用RNA-seq测序技术,比较分析了高温诱导的番茄柱头外露前后雄蕊及雌蕊的基因表达谱差异,筛选差异表达基因,并进行GO功能分类和代谢通路分析,初步建立了高温诱导番茄柱头外露的转录调控模型,为深入解析高温下植物生殖发育形态适应的分子机制提供了研究基础,并为番茄抗高温栽培技术的完善提供理论依据。主要研究结果如下：(1)以番茄品种’Micro-Tom’为实验材料,观察不同温度处理下的现蕾期番茄植株。30℃/25℃与35℃/30℃(昼/夜)的高温胁迫处理会引起番茄柱头的外露,外露率达40%以上,柱头外露程度1mm左右。35℃/30℃处理的番茄植株与正常温度下生长的植株相比花器官变小,花粉活力与花粉数目显著降低；而30℃/25℃处理对番茄花粉活力影响不大,但花粉数目有所下降。40℃/35℃高温处理番茄植株花芽发育停滞,不能正常开花坐果。对高温胁迫处理下番茄花器官半薄切片观察发现,高温胁迫引起番茄花药细胞数目显著减少,花丝纵向细胞长度变短,而花柱细胞变化不显著,从而导致雌蕊长度大于雄蕊,柱头伸出花药筒。(2)利用5种植物生长调节剂生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、茉莉酸(JA)、2,4-表油菜素内酯(EBR)以及多效唑(PAC)喷施亚高温处理(33℃/28℃)的番茄花蕾。亚高温下喷施GA3加速了番茄柱头的外露,外露率显著增加,外露程度增大；而赤霉素生物合成抑制剂PAC处理会降低番茄柱头的外露程度；喷施JA也可提高番茄柱头外露率,但对外露程度作用不明显；喷施IAA、EBR对柱头外露及坐果率的影响均不显著。以上结果证实了GA与JA可能参与高温诱导的番茄柱头外露的信号传导过程。(3)利用qRT-PCR技术研究高温处理对番茄雄蕊和雌蕊中IAA、GA、ABA信号相关基因表达影响。3种激素相关特征基因表达水平变化显著,尤其是IAA和GA生物合成相关基因。在雌蕊中,高温诱导番茄柱头外露过程,IAA生物合成基因SlToFZY2与GA生物合成基因SlGA20ox2表达水平显著上升,GA负调控基因SlGA3ox2和GA信号途径负调控基因SIDELLA显著下调表达；而在雄蕊中SlToFZY2显著下调表达,SIDELLA基因表达变化不显著。亚高温下外源GA3或PAC处理实验表明,在雌蕊中,亚高温下外源喷施GA3也可使SlGA20ox2上调表达,同时SIDELLA、SlGA3ox1显著下调表达；而在雄蕊中,SlGA3oxl显著上调表达。另外GA3处理导致SIPLF1-1、SIPIF4基因在雌蕊中的下调表达,而在雄蕊中基因相对表达水平变化不明显。以上结果从转录水平上证实了GA参与高温诱导番茄柱头外露过程,并可能同SIPIF基因的互作有关。(4)利用RNA-seq技术比较了高温诱导番茄柱头外露前后雄蕊及雌蕊的转录组差异。测序结果共鉴定了5839个高温诱导差异表达基因,其中在雄蕊中有5320个基因而雌蕊中只有519个；190个基因在雄蕊与雌蕊中差异表达均达到显著水平。高温处理2d,雄蕊与雌蕊中差异表达变化显著的基因分别有2044个与74个；而高温处理12d,雄蕊与雌蕊中差异表达基因各有3276个与445个。表明雄蕊与雌蕊在应对高温胁迫时,基因表达图谱存在明显的差别。利用qRT-PCR的方法,我们对其中与热胁迫响应相关的部分差异表达基因进行了验证。(5)差异表达基因GO分类以及代谢通路分析。GO功能显著富集的基因主要涉及：胁迫响应、蛋白代谢、信号传导过程等。对差异表达基因参与的代谢通路分析发现,在高温处理12d雄蕊中,细胞分裂素生物合成途径受到很大的影响,茉莉酸和赤霉素生物合成途径也有所变化；而在雌蕊中这些代谢途径没有发生显著变化；大量的细胞分裂相关基因和细胞壁合成相关基因在雄蕊中下调表达,而在雌蕊中表达变化不显著；同时,大量的转录因子参与到雄蕊及雌蕊的热胁迫响应过程中,表明这些差异表达的基因可能参与了雌蕊与雄蕊在热胁迫条件下不同生长响应的调控过程。