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辣椒（Capsicum annuum L.）原产于中南美洲热带地区,喜温不耐热,其最适生长温度为20～30℃,环境温度超过32℃时即产生热害症状。高温胁迫引起花粉败育、落花落果,致使辣椒减产约70%。受全球气候变暖影响,夏季高温胁迫已成为限制辣椒产量与品质的重要因素,尤其是在设施栽培条件下,这严重制约着辣椒产业的发展。因此,筛选优质耐热辣椒材料、探究辣椒对高温胁迫的响应机制、明确辣椒耐热机制,对辣椒产业的可持续发展具有重要意义。本研究综合评价了苗期高温胁迫下20份辣椒种质资源的耐热性,并以耐热材料17CL30和热敏材料05S180为试验材料,利用生理指标测定、转录组学和广泛靶向代谢组学分析等方法,研究了辣椒的高温胁迫响应和耐热机制,主要的研究结果如下:（1）辣椒种质资源耐热性评价与鉴定。为筛选耐热辣椒材料和热敏辣椒材料,以前期田间观察到的存在耐热性差异的20份辣椒种质资源为试材（编号A1～A20）,测定在苗期高温胁迫（昼夜温度分别为40℃和30℃;白天光照16 h,夜晚遮光8 h）下辣椒的13项生理指标。运用主成分分析法、隶属函数法、聚类分析法及回归分析法,综合评价辣椒资源的耐热性。结果表明,20份辣椒资源可以分为高度耐热（D≥0.6）、中度耐热（0.55≤D<0.6）,不耐热（0.45≤D<0.55）和极不耐热（0.35≤D<0.45）4个等级（D为综合指标的隶属函数平均值）,其中,A13（17CL30）为高度耐热材料、A17（05S180）为极不耐热材料。（2）高温胁迫下辣椒的生理生化响应。以筛选出的耐热辣椒材料17CL30和热敏辣椒材料05S180为试材,从形态、超微结构、生物膜系统、渗透调节系统、抗氧化系统几个方面对辣椒的耐热生理机制进行了比较系统的研究。结果表明,高温胁迫（40℃）会导致辣椒叶片萎蔫并破坏细胞的超微结构,耐热辣椒材料遭受高温胁迫损伤的程度较热敏辣椒材料小,高温下仍能保持相对完整的细胞结构以维持自身的新陈代谢和生长发育。辣椒遭受高温胁迫后,与热敏辣椒材料相比,耐热辣椒材料可以通过增加渗透调节物质的含量以减少电解质的外渗,进而维持辣椒细胞内环境的稳态。此外,酶类和非酶类抗氧化物质的积累有助于缓解高温胁迫导致的过氧化损伤,耐热辣椒材料17CL30中抗氧化物质的含量明显高于热敏材料05S180。（3）高温胁迫下辣椒的转录组学分析。以耐热辣椒材料17CL30和热敏辣椒材料05S180为试材,对高温胁迫（40℃）下苗期辣椒叶片的转录组进行分析,全面揭示了高温胁迫下辣椒基因的表达情况。结果表明,高温胁迫下,耐热材料17CL30共有5754个DEGs（2954个基因上调表达,2800个基因下调表达）;热敏材料05S180中共有5756个DEGs（3043个基因上调表达,2713个基因下调表达）。其中,有2455个基因仅在17CL30中特异表达,这些基因和某些共有基因的差异表达可能与17CL30具有更强的耐热性相关。对DEGs进行GO和KEGG注释,结果表明,与05S180相比,17CL30具有更强的信号转导、糖代谢、ROS清除能力,因而具有更强的耐热性。（4）高温胁迫下辣椒的代谢组学分析。以耐热辣椒材料17CL30和热敏辣椒材料05S180为试材,利用基于LC-ESI-MS/MS的广泛靶向代谢组学技术结合统计分析方法研究了高温胁迫下（40℃）辣椒叶片中代谢物的组成及丰度的变化。结果表明,耐热材料17CL30中有94种DAMs（42种代谢物上调、52种代谢物下调）;热敏材料05S180中,共鉴定到108种代谢物（57种代谢物上调、51种代谢物下调）。分析DAMs的组成可知,可溶性糖、氨基酸、氨基酸衍生物、黄酮类物质和有机酸类物质与辣椒的耐热性密切相关。其中,氨基酸类衍生物GSH可能在辣椒的高温胁迫响应（heat stress response,HSR）过程中起关键作用。（5）高温胁迫下辣椒的组学关联分析。整合分析高温胁迫下辣椒的转录组和代谢组数据,对鉴定到的差异基因与差异代谢物进行相关性分析,以期系统地揭示辣椒的HSR机制及耐热机理。结果表明,高温胁迫下,辣椒的转录组和代谢物发生重编程,启动自身的HSR机制,由KEGG注释结果,谷胱甘肽代谢与辣椒耐热性相关,该途径中基因和代谢物的变化在辣椒的ROS清除过程中起关键作用。（6）辣椒GST家族基因的鉴定与分析。借助生物信息学工具和分子生物学手段对辣椒的GST家族基因进行了鉴定与分析。结果表明,辣椒共有80个GST成员,参照其他物种的分类方法,CaGST家族可划分为9个不同的亚族。对辣椒GST家族成员进行染色体定位、亚细胞定位、保守结构域,保守基序、内含子/外显子组成、系统发育、启动子顺式作用元件分析,以期为深入了解各成员的结构与功能奠定基础。同时,利用已有转录组数据对辣椒GST家族成员进行组织表达分析和胁迫表达分析,挖掘参与辣椒生长发育和胁迫响应的GSTs。CaGSTU23参与辣椒的HSR过程,过表达CaGSTU23可提高拟南芥的耐热性,而CaGSTU23沉默辣椒植株表现出高温敏感症状。这些结果为深入挖掘辣椒GST基因的功能奠定了基础。