El estrés por calor durante la etapa de llenado de grano afecta seriamente la calidad del grano en el arroz. Sin embargo, hay información muy limitada disponible sobre los efectos de la alta temperatura nocturna a corto plazo (HNT) en la formación de tizón en el arroz. En este trabajo, se investigaron los efectos de HNT en la etapa temprana de llenado de grano (7 días después de la emergencia de la espiga) en la formación de tizón en el arroz y las posibles causas, utilizando dos variedades de arroz que diferían en su susceptibilidad a altas temperaturas. Aunque el tratamiento de HNT por la noche aumentó drásticamente el tizón en Jiuxiangzhan (JXZ) y Huanghuazhan (HHZ), el aumento fue mayor en JXZ en comparación con HHZ. La tasa neta de fotosíntesis y el valor SPAD se redujeron significativamente por el tratamiento de HNT en las hojas de bandera de JXZ, mientras que no se observaron diferencias significativas en HHZ. Además, el tratamiento de HNT redujo la actividad de las enzimas antioxidantes en las hojas de bandera de JXZ, mientras que se observó lo contrario en HHZ, mostrando un aumento en la actividad de las enzimas antioxidantes. Además, el tratamiento de HNT alteró los niveles de hormonas endógenas, mejoró las actividades enzimáticas relacionadas con la biosíntesis de almidón y aceleró la tasa de llenado en los granos de JXZ en comparación con HHZ. La observación de microscopía electrónica de barrido (SEM) mostró que los gránulos de almidón en el endospermo de JXZ estaban menos compactados y se produjeron más gránulos de almidón con pequeñas cavidades después del tratamiento de HNT. Basándonos en estos datos, inferimos que el estrés por HNT durante la etapa temprana de llenado de grano de arroz aceleró la tasa de llenado del grano pero acortó la duración del llenado del grano al cambiar los niveles de hormonas endógenas y mejorar las actividades enzimáticas responsables de la biosíntesis de almidón, lo que resultó en cambios significativos en la estructura morfológica y disposición de los gránulos de almidón y eventualmente causó la formación de tizón en el grano.