El mecanismo de termotolerancia de la papa (L.) ha sido el foco de una intensa investigación durante muchos años porque el crecimiento de las plantas y el rendimiento de los tubérculos son altamente sensibles al estrés térmico. Sin embargo, la conexión entre las partes aéreas y subterráneas de las plantas de papa en respuesta a altas temperaturas no está clara. Para desentrañar este problema, las partes aéreas y subterráneas de la variedad resistente al calor Dian187 (D187) y la variedad sensible al calor Qingshu 9 (Qs9) fueron expuestas independientemente a condiciones de alta temperatura (30 grados C) utilizando un incubador especial. Los resultados indicaron que cuando las partes subterráneas de la planta se mantenían a una temperatura normal, el crecimiento de las partes aéreas de la planta se mantenía incluso cuando se exponían independientemente al estrés térmico. En contraste, el tratamiento que expuso independientemente las partes subterráneas de la planta al estrés térmico promovió la senescencia prematura en las hojas de la planta, incluso cuando las partes aéreas de la planta se mantenían a una temperatura normal. Cuando la parte aérea de la planta fue tratada independientemente con estrés térmico, la tuberización subterránea no se retrasó, y la supresión de la tuberización no fue tan severa como cuando las partes subterráneas de la planta fueron sometidas independientemente al estrés térmico. El estrés térmico en las partes subterráneas de la planta por sí solo tuvo prácticamente ningún efecto dañino en el sistema fotosintético de las hojas, pero causó deformación distintiva de los tubérculos, crecimiento secundario y pérdida del color de la piel del tubérculo. El análisis del transcriptoma reveló que el tratamiento de las partes subterráneas de la planta a 30 grados C indujo 3361 genes expresados diferencialmente en los tubérculos en expansión de la variedad Qs9, mientras que la variedad D187 tuvo solo 10,148 genes expresados diferencialmente. Por el contrario, cuando solo se trataron las partes aéreas de la planta a 30 grados C, hubo solo 807 GED (genes expresados diferencialmente) en los tubérculos en expansión de la variedad D187 en comparación con 6563 GED en la variedad Qs9, lo que indica que las dos variedades con diferentes sensibilidades al calor tienen mecanismos regulatorios distintos de tuberización cuando se exponen al estrés térmico. La información proporcionada en este estudio puede ser útil para explorar más a fondo los genes asociados con la resistencia a altas temperaturas en las variedades de papa.