全球变暖导致很多极端气候灾害出现,近年来频繁出现的极端高温天气,严重影响了我国设施蔬菜的生产。黄瓜（Cucumis sativus L.）是我国温室栽培的主要蔬菜作物之一,其喜温而不耐高温,高温胁迫是影响黄瓜生长发育、产量和品质的主要因子。深入研究高温胁迫下黄瓜的生长生理变化及其高温耐受性,对解决黄瓜高温季节产量低和品质差等生产问题有重要的理论和实践意义。本论文针对夏季高温严重抑制黄瓜生长和产量形成的实际问题,研究了温室环境变量与黄瓜产量的相关性,夏季不同温室的温度变化及其对黄瓜光合特性的影响,同时开展了黄瓜幼苗对不同形式高温耐受性的研究,并通过使用外源谷胱甘肽（GSH）处理来深入研究黄瓜根际高温耐受性及其响应机制,通过转录组分析,研究了根际高温下影响黄瓜生长的主要代谢通路和差异表达基因。主要结果如下:1.温室环境变量与黄瓜产量形成的相关性研究。通过连续四年在半封闭温室中进行黄瓜栽培试验,记录每周产量数据（平均、最高和最低产量）、环境变量（总辐射、温度、相对湿度、二氧化碳（CO₂）浓度）和营养液灌溉量,使用前两年的数据,分析了黄瓜产量和环境变量的相关性,并构建了产量与环境变量的回归模型,用第三、四年的数据对模型进行验证。结果表明,总辐射、温度、CO₂浓度、夜间平均相对湿度和黄瓜产量呈显著相关。构建的回归模型可以较好地估算平均、最低和最高产量,模型的R²值分别为0.67、0.66和0.64。总辐射和温度显著影响温室黄瓜产量,冬季低温弱光和夏季高温是影响黄瓜生长和产量形成的重要不利因素。本研究为探索温室适宜的微环境和栽培管理措施提供了数据支持。2.夏季温室温度变化与黄瓜光合特性的研究。研究了夏季降温与不降温温室温度的变化情况以及降温温室不同垂直高度空间（空气处理机组ATU吹风口0m、向上1m、2m、3m、4m）在ATU降温条件下的温度变化情况,同时研究了降温温室和不降温温室黄瓜叶片光合特性的变化。结果表明:降温温室的日平均温度、最高温度和最低温度均明显低于不降温温室;ATU吹风口0m、向上1m、2m、3m、4m测量10 d的平均温度比室外温度分别降低6.89℃、5.82℃、3.45℃、1.45℃、0.29℃;与室外温度比较,ATU对吹风口2m高度以下的空间有较好的降温效果;降温温室黄瓜的净光合速率要显著高于不降温温室,降温温室落蔓后黄瓜叶片的净光合速率明显好于落蔓前。3.高温对黄瓜生长和光合作用的影响。研究了在根际高温、高气温、及二者互作（整体高温）下,黄瓜幼苗叶片的相对叶绿素含量、叶绿素荧光参数及气体交换参数的变化。结果表明,黄瓜幼苗在3种高温处理下,其相对叶绿素含量、开封PSII反应中心激发能捕获效率（F_v’/F_m’）、电子传递速率（ETR）、PSII的实际光化学效率(Ф_PSII)、光化学猝灭系数（qP）及净光合速率（P_n）均有所降低,其中单独根际高温处理下降最多;不同形式高温处理使黄瓜叶片的电解质渗透率明显增加,其中根际高温增加最多;高气温和整体高温下黄瓜叶片的胞间二氧化碳浓度（C_i）、气孔导度（G_s）和蒸腾速率（T_r）均有所升高,而根际高温下上述参数却明显降低。试验说明单独根际高温对黄瓜胁迫更为严重。4.谷胱甘肽（GSH）提高黄瓜根际高温耐受性及其生理机制。试验开展黄瓜幼苗根际高温（HT,35℃）处理对植株的生长、生理变化、抗氧化酶活性及其基因表达等方面影响的研究。结果显示,GSH喷施处理和GSH灌根处理均可以缓解根际高温对黄瓜生长的抑制作用,但以GSH灌根处理缓解作用更好,GSSG处理对高温下黄瓜生长的影响不大;HT显著降低了黄瓜叶片中GSH的含量、GSH/GSSG、叶绿素含量、光合作用和卡尔文循环关键酶的基因表达量、株高、茎粗和干重。外源GSH灌根处理明显缓解了HT胁迫对黄瓜生长的抑制作用,表现在HT胁迫下上述参数明显增加。同时,HT显著增加了可溶性蛋白、脯氨酸、MDA含量、O₂˙^-产生速率、抗氧化酶活性及其基因表达量。外源GSH灌根处理进一步增加了HT胁迫下叶片的可溶性蛋白和脯氨酸含量、抗氧化酶活性及其基因表达量,但使叶片中MDA含量和O₂˙^-产生速率有所降低。结果表明,外源GSH可以通过调节黄瓜光合系统、抗氧化酶活性、渗透调节系统和增强GSH/GSSG等氧化还原（redox）信号的调控来提高根际高温下黄瓜生长和生理的耐受性。5.黄瓜根际高温胁迫下主要代谢通路和差异表达基因的转录组分析。本研究中,根际高温处理2h和4d后,对黄瓜不同处理叶片进行转录组测序分析（RNA-Seq）,结果表明,黄瓜根际高温胁迫下,大量基因在2hNT vs 2hHT（798）、2hNT vs 2hHT+GSH（695）、4dNT vs 4dHT（1002）、4dNT vs 4dHT+GSH（870）中出现差异表达;长时间胁迫出现的差异表达基因要多于短期胁迫;外源GSH处理（HT+GSH）后,黄瓜叶片的差异表达基因要少于HT处理;对筛选的差异表达基因进行GO分析和KEGG pathway的富集分析发现,黄瓜根际高温胁迫2h和4d后,苯丙烷生物合成,二苯乙烯类、二芳基庚烷类和姜辣素生物合成,氮代谢,植物激素信号转导,药物代谢-细胞色素P450,细胞色素P450对外源化合物代谢的影响,这六个代谢通路均明显富集;内质网中的蛋白质加工、谷胱甘肽代谢通路的富集以及HSPs、LAPs的显著性上调表达,可能和黄瓜根际高温胁迫下耐受性形成的相关性更大,可能也是外源GSH缓解黄瓜根际高温胁迫的重要原因。综上,本研究通过对温室环境变量与黄瓜产量的相关性分析,构建了温室黄瓜产量模型;同时,研究了夏季温室温度变化及其对黄瓜生长的影响,说明高温严重抑制黄瓜光合作用;开展了黄瓜幼苗对不同高温形式耐受性的研究,发现根际高温对黄瓜伤害更大;发现外源GSH可以通过调节黄瓜光合系统、抗氧化酶活性、渗透调节系统和增强GSH/GSSG等redox信号的调控来增强根际高温下黄瓜生长和生理的耐受性;进行了黄瓜在根际高温胁迫下的转录组分析,发现内质网中的蛋白质加工、谷胱甘肽代谢通路的富集以及HSPs、LAPs的显著性上调表达,可能和黄瓜根际高温胁迫下耐受性形成的相关性更大;本研究为预测、提高温室黄瓜产量和管理水平,提供了理论依据与技术方法。