El "head smut" es una enfermedad fúngica transmitida por el suelo que infecta las espigas y mazorcas de maíz. Esta enfermedad representa una amenaza tremenda para la producción global de maíz. Un estudio previo encontró síntomas de espiga marcadamente diferentes y hereditarios de manera estable en algunas líneas de maíz inbred con sangre de Sipingtou después de la infección. En el presente estudio, 55 líneas de maíz inbred con sangre de Sipingtou fueron inoculadas y clasificadas en tres tipos de síntomas de espiga (A, B y C). Tres líneas de maíz inbred que representan estas clases (Huangzao4, Jing7 y Chang7-2, respectivamente) se utilizaron como materiales de prueba para investigar los mecanismos fisiológicos de formación de espigas en plantas infectadas. Se analizaron cambios en la actividad enzimática, contenido hormonal y expresión de proteínas en las tres líneas después de la infección y en plantas de control. Las actividades de peroxidasa (POD), superóxido dismutasa (SOD) y fenilalanina-amoníaco-liasa (PAL) aumentaron en las tres líneas inbred típicas después de la inoculación. Las actividades de POD y SOD mostraron tendencias similares entre las líneas, con el porcentaje de aumento alcanzando su punto máximo en la etapa V12 (POD: 57.06%, 63.19% y 70.28% de aumento en Huangzao4, Jing7 y Chang7-2, respectivamente; SOD: 27.01%, 29.62% y 47.07% en Huangzao4, Jing7 y Chang7-2, respectivamente. Todos estos fueron más altos que en la línea inbred resistente a la enfermedad Mo17 en la misma etapa de crecimiento); esta etapa se encontró clave en la formación de síntomas de espiga. Los niveles de ácido giberélico (GA), ácido indol-3-acético (IAA) y ácido abscísico (ABA) también se alteraron en las tres líneas típicas de maíz inbred después de la inoculación, con cambios en los contenidos de GA y IAA estrechamente correlacionados con los síntomas de espiga después de la infección. Las proteínas expresadas diferencialmente A5H8G4, P09233 y Q8VXG7 estaban asociadas con cambios en la actividad enzimática, mientras que P49353, P13689 y P10979 estaban asociadas con cambios en los contenidos hormonales. La infección fúngica causó explosiones de especies reactivas de oxígeno (ROS) y óxido nítrico (NO) en las tres líneas inbred típicas. Esta acumulación de ROS causó la interrupción de biofilms y alteró las vías de señalización del huésped, mientras que la señalización de NO desencadenó fuertes respuestas metabólicas secundarias en el huésped y alteró las actividades de las enzimas relacionadas con la defensa. Estos factores, en conjunto, resultaron en la formación de diversos síntomas de espiga. Así, las interacciones entre y los materiales de maíz susceptibles fueron influenciadas por una variedad de señales, enzimas, hormonas y ciclos metabólicos, abarcando una red reguladora muy compleja. Este estudio identificó preliminarmente los mecanismos fisiológicos que conducen a diferencias en los síntomas de espiga, profundizando nuestra comprensión de las interacciones entre el maíz y el hongo.