谷子白发病是谷子上的一种重要病害,而“刺猬头”和“发丝”是直接影响谷子品质和产量的两种表型。为初步探究禾生指梗霉菌与谷子互作导致寄主“刺猬头”及“发丝”症状的原因,本研究以谷子早熟品种“Xiaomi”为试验材料,对谷子白发病发病过程进行了组织病理学观察;通过对不同发病时期叶片细胞壁降解酶的活性测定和相关基因的表达分析,探究了寄主叶片裂解的原因;通过对谷子与白发病菌混合转录组和代谢组的分析,探索了病原菌与寄主的互作机制以及关键代谢物的鉴定。本研究主要结果如下:1.利用荧光显微镜对不同侵染阶段的禾生指梗霉的侵染观测发现:禾生指梗霉菌首先寄生在寄主的维管束间,伴随着寄主“刺猬头”变态叶的发育向生长点扩展,扩展期间会从维管束间向其叶肉细胞进行扩展,最终扩展至整个“刺猬头”变态叶。禾生指梗霉的寄生策略大致为:维管束寄生,随生长点扩展,同时细胞间隙扩展并分化出穿透细胞壁能力极强的吸器摄取营养,供应其寄生满整个变态叶。2.利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对禾生指梗霉有性态卵孢子发育过程观测发现:禾生指梗霉初期为单层细胞壁,其内部主要为线粒体、细胞核和致密的电子层组成,通常为椭球形;随着卵孢子的发育,其内部逐渐分化出指纹小泡,产生较多的白色脂质体,可明显观测到细胞核结构,其外壁会生成一层逐渐加厚的外壁,卵孢子个体逐渐变为圆球状。休眠期卵孢子外壁较厚,个体较大,直径最大可达65μm左右。3.细胞壁降解酶酶活测定:纤维素复合酶的酶活力在五个发病时期持续上升,酶活力值最多达2977.64 U·g-1,β-葡萄糖苷酶在纤维素酶中处理组酶活力值显著高于对照组,在第四时期达到峰值;果胶复合酶整体酶活力值高于对照组,其分酶多聚半乳糖醛酸酶整体酶活力值处理组高于对照组,在第三时期达到峰值,酶活力值为433.81 U·g-1;果胶甲基酯酶的酶活力值处理组与对照组差异较小;半纤维素复合酶对照组与处理组差异较小,β-1,3-葡聚糖酶的酶活力值处理组整体高于对照组,在第三时期达到峰值酶活力值为1420.65 U·g-1;4.通过对“刺猬头”和“发丝”形成过程中的互作转录组分析发现:共鉴定到109个与激素相关的差异基因。在“刺猬头”形成前期,鉴定到10个水杨酸和16个茉莉酸激素参与调控,可能与寄主响应禾生指梗霉侵染有关。此外寄主在中后期主要通过几丁质代谢、类黄酮代谢、苯丙烷代谢、毒素代谢和海藻糖代谢等途径响应病原菌的胁迫;病菌在侵染过程中主要代谢通路为淀粉和蔗糖代谢、甘油脂代谢、脂肪酸生物合成、果糖和甘露糖代谢;主要分泌纤维素酶和果胶酶参与侵染和扩展,纤维素分酶β-葡萄糖苷酶相关基因在侵染过程中表达水平较高,共鉴定到7个基因编码的β-葡萄糖苷酶在“刺猬头”形成过程中发挥重要作用;5.代谢组学分析发现:通过差异代谢物鉴定到激素类代谢物主要为乙酰胆碱、肾上腺素、血清素、谷氨酸、L-天门冬氨酸和L-谷氨酸,糖类代谢物显著富集到了D-（+）-麦芽糖和α-乳糖,“刺猬头”后期主要富集的代谢通路为色氨酸代谢、组氨酸代谢等;共鉴定到414个代谢物参与“刺猬头”形成过程,单糖类代谢物鉴定到甘露醇和山梨醇,低聚糖类代谢物主要为D-（+）-麦芽糖和α-乳糖。