全球气候变暖、夏季频繁出现的高温天气（尤其是夜间高温）造成水稻减产和稻米品质下降,威胁我国粮食安全,因而探究水稻耐热的分子机理、选育耐热水稻优良品种刻不容缓。本研究应用RNA-Seq和全长转录本PacBio测序,从基因转录水平上分析了水稻应答灌浆期夜间高温的基因表达模式;利用iTRAQ蛋白标记技术和液相质谱鉴定技术,从蛋白质组水平上鉴定了水稻应答灌浆期夜间高温的差异表达蛋白;进而通过基因在转录水平和蛋白质水平的表达模式联合分析,确定了与信号传导相关基因Os05g0585500（LOC_Os05g50810）是参与调控水稻灌浆期耐夜间高温的关键候选基因。进一步对这一关键候选基因进行序列比对、靶位点设计,构建了携带LOC_Os05g50810基因靶位点的特异性CRISPR/Cas9表达载体。取得的主要研究结果如下:（1）RNA-seq分析和PacBio的全长转录本测序获得26,327个全长转录本的序列及它们的表达模式,利用iTRAQ蛋白标记技术和液相质谱鉴定技术鉴定了3,130个蛋白质及其表达丰度。表达模式分析显示,耐热纯系和热敏感纯系之间存在差异表达倍数大于1.5倍的转录本有10,996个,耐热纯系和热敏感纯系间存在差异表达倍数大于1.5倍的蛋白质有70个。（2）源于蛋白质组分析结果的上述70个差异表达基因的功能主要涉及光合作用、生物合成、转录调控、防御反应、逆境应答、能量代谢、物质转运、氧化还原、信号传导。进一步通过基因在转录水平和蛋白质水平的表达模式的联合分析,发现了一个钙依赖的信号传导蛋白基因LOC_Os05g50810,该基因在耐热纯系和热敏感纯系间的（mRNA）差异表达倍数仅0.97倍,而其编码蛋白的差异表达倍数达1.93倍,表明转录组中微小的变化导致蛋白质组显著变化。在钙依赖的信号传导蛋白中,该基因编码蛋白在耐热纯系和热敏感纯系间的差异表达水平最高,结合前人研究结果,故而确定参与Ca²⁺依赖的信号传导的基因LOC_Os05g50810为调控水稻灌浆期耐夜间高温的关键候选基因。（3）根据测序获得的全长转录本序列及其数据库比对结果,设计基因靶位点,构建了携带LOC_Os05g50810基因靶位点的特异性CRISPR/Cas9表达载体,为继续进行遗传转化、打靶效率检测、候选基因的生物学功能验证奠定了研究基础。