小麦是固着生物,喜凉,在小麦灌浆中后期常常遭遇干热风,导致小麦产量下降。研究小麦对热响应的机制,培育耐热品种,对于保障粮食安全至关重要。本研究采用转录组和蛋白组的方法,研究了两种短期热应激下影响小麦籽粒蛋白表达变化的因素。研究表明,小麦籽粒对不同程度的热应激具有不同的响应措施,尤其是转录后调控在调节蛋白质表达以适应不断变化的温度方面起着重要的作用。主要研究结果如下:（1）通过分析30℃和40℃热环境下小麦籽粒的转录组,研究了1小时热胁迫下热响应基因在转录水平的表达情况。在温和热胁迫下,小麦籽粒调动约4%的转录本以响应热胁迫,而在严重热胁迫时,约12%的转录本发生显著改变。通过对两种不同程度热胁迫的1800和5551个差异表达转录本进行GO和KEGG富集分析,阐明了两种不同程度热胁迫下响应基因的功能。两种不同程度热胁迫都响应的转录本富集到了转录调节、蛋白折叠、热响应、氧化还原过程、内质网、金属离子结合、ATP酶活性以及剪接体等通路,这些功能对于植物热响应具有重要作用。只对温和胁迫响应的转录本在氨基酸的合成、核糖体以及糖代谢等通路中行使功能,只对严重热胁迫响应的转录本还参与了转运、信号转导、酶活性、激素调节以及各种代谢活动。热胁迫还导致转录因子在转录水平上的变化,其中HSF、ERF和MYB是热胁迫下发生显著变化的转录因子数目最多的三类。热胁迫还对光合作用、叶绿素以及氨基酸的代谢等过程在转录水平上产生显著影响。（2）通过蛋白质组学技术分析了两种不同程度热胁迫下小麦籽粒蛋白的表达变化情况,在温和热胁迫下,约8%的蛋白因响应热胁迫而差异表达,严重热胁迫时12%的蛋白发生显著变化。温和热胁迫中差异表达蛋白参与翻译、核糖体和RNA结合等途径,其中RNA结合只在温和胁迫被显著富集;而在严重热胁迫时,除了包含与温和胁迫相同的功能外,还涉及蛋白代谢、碳代谢、蛋白转运、蛋白折叠、氧化还原以及酶的活性等代谢途径。仅响应温和胁迫和既响应温和胁迫也响应严重胁迫的蛋白功能主要集中在核糖体途径,仅响应严重胁迫的蛋白主要涉及一些代谢途径和蛋白在内质网上的折叠。短时热胁迫已经在蛋白水平上对光合作用、氨基酸的生物合成、氨酰-t RNA以及蛋白输出途径上产生影响。（3）同一温度胁迫下,编码差异表达的转录本和差异表达蛋白的重叠很少,无论是温和胁迫和严重胁迫都能观察到这个现象,30℃热胁迫下只有11个转录本可能参与了调控蛋白表达,40℃有36个基因参与调控了蛋白的表达,这些蛋白功能主要涉及分子伴侣、热休克蛋白和酶等。蛋白折叠、对热的响应和蛋白在内质网上的加工过程无论是转录层面还是蛋白层面都有了显著响应,其他通路在转录和蛋白层面都没有重叠。转录水平上差异表达转录本所包含的功能除了上述以外,主要集中在转录调节、信号转导、转运以及黄酮的生物合成;蛋白水平上除了蛋白折叠外,还参与了核糖体和代谢活动。通过分析核糖体在转录和蛋白层面的表达,大约14-20%的核糖体基因参与热响应基因的翻译且核糖体蛋白的表达上调可能与转录改变无关。（4）通过对不同程度热胁迫小麦籽粒的转录组和蛋白质组进行系统分析,研究了两种短时高温胁迫下影响籽粒蛋白质快速表达变化的相关因素,这些因素分别解释了30℃和40℃（20℃作为对照）下蛋白质表达变化的58.2%和66.4%。其中,转录变化、密码子使用和氨基酸频率是热应激下蛋白质表达变化的主要驱动因素。与温和胁迫下（30℃）转录对蛋白表达变化的贡献（6%）相比,转录在40℃时对蛋白质含量的改变贡献更大（31%）。此外,密码子AAG的使用可能与热应激下蛋白质丰度的快速变化密切相关。在30℃和40℃时,AAG对蛋白表达变化的贡献分别为24%和13%。通过对两种热胁迫下高表达转录本的富集,发现在热胁迫后表达量发生显著差异的基因以及未发生显著差异的基因具有不同功能。转录本表达在热胁迫下差异不显著的基因功能主要集中在核糖体、核小体及光合作用上,而差异显著的转录本主要具有蛋白折叠、热响应以及氧化还原的功能。两种热胁迫环境下定量的16种游离氨基酸中,15种氨基酸的含量相对于对照增多,只有天冬氨酸的含量降低。