El estrés por calor frecuentemente impone un fuerte impacto negativo en el desarrollo vegetativo y reproductivo de las plantas, lo que conduce a severas pérdidas de rendimiento. El trigo, un importante cultivo templado, es más propenso a sufrir por el aumento de temperaturas que la mayoría de los otros cultivos principales. Con las olas de calor volviéndose más intensas y frecuentes, como consecuencia del calentamiento global, se espera una disminución de los rendimientos de trigo. Aquí, examinamos el impacto de un estrés por calor a corto plazo (48 h) en el trigo impuesto durante la reproducción en la etapa de mitosis del polen, tanto a nivel fisiológico como molecular. Analizamos dos conjuntos de germoplasmas de trigo de verano de Australia (Kukri, Drysdale, Gladius y RAC875) y Europa (Epos, Cornetto, Granny y Chamsin). El estrés por calor afectó fuertemente a los parámetros de intercambio de gases, lo que llevó a una reducción de las tasas fotosintéticas y de transpiración en los cultivares europeos. Estos efectos fueron menos pronunciados en los cultivares australianos. La viabilidad del polen también se redujo en todos los cultivares europeos. A nivel transcripcional, el grupo más grande de genes de factores de choque térmico (tipo A), que desencadenan respuestas moleculares como resultado de estímulos ambientales, mostró pequeñas variaciones en los niveles de expresión génica en los cultivares de trigo australianos. En contraste, en los cultivares europeos, incluidos Epos y Granny, se encontraron fuertemente regulados a la baja y en parte incluso silenciados, mientras que la variedad de alto rendimiento Chamsin mostró una fuerte regulación al alza de tipo A. En conclusión, los cultivares australianos están bien adaptados al estrés por calor moderado en comparación con el trigo de verano europeo. Este último reacciona fuertemente después de la aplicación de estrés por calor al regular a la baja las tasas de fotosíntesis y transpiración, así como al regular diferencialmente el patrón de expresión génica.