近年来,随着温室效应的加剧,高温越来越成为影响植物生长的重要环境因子。因此,研究植物高温应答的分子机制对于提高植物抗逆性和遗传育种具有重要意义。菠菜(Spinacia oleracea L.)是苋科菠菜属(Spinacia)植物。菠菜作为常见绿叶菜具有良好的营养价值,是一种重要的经济作物,菠菜具有较强的耐低温能力,却对高温敏感。我们采用生理学方法与蛋白质组学策略对培养60天的菠菜耐热材料Sp75进行高温37℃处理0 h、24 h、48 h、72 h、96 h和120 h。对其外部形态进行观察,并对膜透性指标、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性、抗氧化剂含量,以及叶片光合作用相关参数进行了测定。利用双向电泳结合生物质谱技术对高温37℃处理0 h、24 h、48 h和72 h的菠菜耐热材料Sp75叶片的蛋白质丰度进行了分析,鉴定到了86种丰度差异蛋白质,这些蛋白质主要参与光合作用、碳与能量代谢、基础代谢、胁迫防御以及蛋白命运等过程。我们的研究结果表明:(1)高温处理导致菠菜耐热材料Sp75叶片细胞膜完整性受影响,叶片中积累大量渗透保护物质以维持细胞结构稳定性;(2)叶片光捕获能力下降,类囊体受到损伤,电子传递与卡尔文循环受到抑制;(3)加强了多种抗氧化途径来清除ROS,包括过氧化物酶途径、过氧化氢酶途径和谷胱甘肽-抗坏血酸循环等;(4)碳与能量代谢受到影响,ATP合成以及TCA循环受到抑制而糖酵解途径受到促进;(5)氨基酸代谢受到促进;(6)蛋白质合成和降解受到抑制,通过加强蛋白质的折叠转运进行高温应答。这些结果为我们进一步探究菠菜耐热机制提供了重要信息。