杜鹃花是杜鹃花属的总称,是具有很高的观赏和经济价值的著名木本植物。热胁迫是影响杜鹃花生长的主要环境因子。褪黑素近年来被报道可以缓解非生物胁迫对植物的影响。然而,褪黑素在杜鹃花中的作用尚不清楚。本研究探讨了褪黑素对热胁迫下杜鹃花的影响及其潜在机制。叶绿素荧光结果表明,喷施200 µmol L-1褪黑素对杜鹃花抵抗热胁迫效果最佳。为了阐明褪黑素如何限制高温的不利影响,本研究分别在25、35和40°C处理下分析了杜鹃花叶片中褪黑素含量、光合参数、Rubisco酶活性和ATP含量。结果表明,与对照相比,外源喷施褪黑素提高了杜鹃花叶片中褪黑素含量、热应激下的电子传递速率、光系统II和I活性、Rubisco酶活性和ATP含量。转录组分析结果表明,许多热胁迫下的差异表达基因富集在光合作用途径,这些基因中的大部分均在热处理后下调表达,且在无褪黑素处理的植株中下调幅度大于外源喷施褪黑素处理的植株。本研究鉴定出RhPGR5A、RhATPB、RhLHCB3和RhRbsA作为关键基因。综合以上结果,我们推测褪黑素通过调控包括RhRbsA在内的特定基因的表达,促进光合电子传递,提高卡尔文循环酶活性,增加ATP的产生,由此提高了热应激下的光合效率和CO2同化能力。因此,施用外源褪黑素可提高杜鹃花对热胁迫的耐受性。