To clarify the theoretical basis of the differences in high temperature stress tolerance among herbaceous peony (Paeonia lactiflora Pall.), we investigated the heat injury index of twelve P. lactiflora cultivars. Of these, heat-tolerant 'Zifengyu' and moderately heat-tolerant 'Hongyanzhenghui' were selected to study the biochemical and molecular responses to high temperature stress. 'Zifengyu' had reduced malondialdehyde (MDA) content, increased soluble sugar, chlorophyll (Chl) a, Chl b, Chl a + b. and carotenoid contents, as well as elevated antioxidant enzymes activities, photosynthetic rate (Pn), transpiration rate (Tr) and relatively intact cellular structures compared with 'Hongyanzhenghui', especially when the temperature was the highest. Additionally, we isolated partial cDNAs of two heat shock protein genes (HSP60 and HSP90) from P. lactiflora, which were 880-bp and 1077-bp nucleotides in length, respectively. The expression levels of PlHSP60, PlHSP70 and PlHSP90 were lower in 'Zifengyu' than in 'Hongyanzhenghui' for the first three of four developmental stages examined. These results indicated that heat-tolerant P. lactiflora cultivar could effectively scavenge reactive oxygen species (ROS), protect cellular structures, reduce thermal damage and delay the death of plants by enhancing antioxidant enzymes activities and HSP expression under high temperature stress. These findings provide a theoretical basis for breeding heat-tolerant P. lactiflora cultivars.Key words: herbaceous peony, high temperature stress, physiological mechanism, heat shock protein.Résumé : Afin d'éclaircir les fondements théoriques expliquant la tolérance variable des pivoines de Chine (Paeonia lactiflora Pall.) au stress thermique, les chercheurs ont examiné l'indice des dommages causés par la chaleur de douze cultivars. Parmi ceux-ci, on a retenu les variétés Zifengyu, résistante à la chaleur, et Hongyanzhenghui, modérément tolérante à la chaleur, pour approfondir les réactions biochimiques et moléculaires au stress thermique. Comparativement à Hongyanzhenghui, la variété Zifengyu se caractérise par une plus faible teneur en malondialdéhyde (MDA), une concentration plus élevée de sucres solubles, de chlorophylle (Chl) a, de Chl b, de Chl a + b et de caroténoïdes, ainsi qu'une hausse de l'activité des enzymes antioxydants, du taux de photosynthèse (Pn), du taux de transpiration (Tr) et de la quantité d'organites cellulaires relativement intacts, surtout quand la température atteint un maximum. Par ailleurs, les auteurs ont isolé une partie de l'ADNc des gènes codant deux protéines de choc thermique (HSP60 et HSP90) chez P. lactiflora, dont lalongueur respective est de 880-bp et de 1,077-bp nucléotides. Le taux d'expression des gènes PlHSP60, PlHSP70 et PlHSP90 était plus faible chez Zifengyu que chez Hongyanzhenghui au cours des trois premiers stades de développement sur les quatre examinés. Ces résultats indiquent que le cultivar de P. lactiflora résistant à la chaleur pourrait neutraliser les dérivés réactifs de l'oxygè...