谷子是我国北方重要的杂粮作物,近年来,由于谷子种植品种的单一化种植和耕作制度的改变,谷子上的病害发生日益严重,白发病已上升为谷子生产上最重要的病害之一,对谷子的产量和品质构成致命威胁。目前,白发病的人工接菌方法及侵染机制尚未揭示。本试验通过尝试卵孢子拌种、幼苗接菌、穗部接菌以及离体叶片接菌等4种接菌方法,拟筛选出稳定高发的接种技术;同时,利用超早熟感病谷子材料-xiaomi,结合显微观察,明确白发病菌在的侵染途径;最后,采用代谢组测序,筛选白发病菌侵染不同时期的重要差异代谢物及代谢途径,明确禾生指梗霉的侵染机制。主要研究结果如下:1.通过尝试多种接菌方法摸索出稳定、可靠高引发的白发病菌接种技术。选用EMS诱变获得的超早熟、高感白发病谷子材料xiaomi,多种方法分别接菌比较发现,卵孢子拌种法植株发病率最高,可达90%以上。采用离体叶片接菌法在接菌后72 h即可出现发病症状,病情指数达84.4,可作为快速鉴定寄主抗病性的手段。孕穗期悬浮液接种发病率也较高,其发病率75%以上,可作为高引发“刺猬头”症状形成的一种接菌手段。2.明确了禾生指梗霉与谷子互作过程的细胞学研究。根据禾生指梗霉形态特征的变化,将卵孢子（有性孢子）侵染过程分为6个阶段;S1期:病原菌从气孔侵入,气孔中有菌丝伸出并簇状生长;S2期:菌丝长出长的孢囊梗并分叉;S3期:孢囊梗顶端着生孢子囊,到孢子囊脱落;S4期:雄器与藏卵器形成期;S5期:雄器与藏卵器接合期;S6期:形成卵孢子。孢子囊（无性孢子侵染）悬浮液接种侵染观察,可划分为4个阶段:S1期:孢子囊释放游动孢子并形成休止孢;S2期:游动孢子长出芽管并在细胞间隙扩展;S3期:形成菌丝并从气孔侵入;S4期:形成孢囊梗并产生孢子囊。3.通过对禾生指梗霉侵染谷穗36 h、72 h和120 h的差异代谢物的筛选和分析,结果显示,3个时间点白发病菌对谷子的代谢物变化均产生了影响,接菌后120 h差异代谢物最多,说明接菌后120 h谷子对白发病菌的应答反应最为强烈。鉴定出的差异代谢物主要包括酚酸（绿原酸、反式-5-O-对香豆酰莽草酸、5-O-咖啡酰莽草酸）、类黄酮（柚皮素、芹菜素、槲皮素等）、苯丙素（4-乙烯基苯酚）等植物抗病原菌侵染相关的次级代谢产物,血清素/5-羟色胺、吲哚-3-乙醛等与植物激素合成相关的化合物,与氨基酸合成和代谢相关的天冬酰胺,脂质类化合物等。研究表明,类黄酮、酚酸等与抗病相关次级代谢产物表达量在不同侵染时期表现出不同的变化,说明他们在谷子与白发病菌互作过程中扮演着重要的作用。通过KEGG富集分析,谷子响应白发病菌侵染的主要差异代谢途径包括类黄酮生物合成、苯丙素生物合成、异黄酮生物合成等。综上,本研究摸索出了禾生指梗霉接菌技术,首次研究了谷子白发病菌在谷子内部的侵染特征,初步明确了白发病菌对谷子的侵染过程,阐释了禾生指梗霉对谷子的侵染机制。研究结果可为谷子病害防治提供理论基础。