1 декабря 1958 года была организована первая в стране лаборатория генетики фитопатогенных грибов. Ее основателем была известный ученый, кандидат биологических наук Рашевская Вера Федосеевна, ученица Ячевского. Она являлась основоположницей основного направления исследований — генетической изменчивости фитопатогенных грибов. Под ее руководством впервые в Советском Союзе были начаты популяционные исследования наиболее опасных видов возбудителей болезней (стеблевая и бурая ржавчина пшеницы, корончатая ржавчина овса, гельминтоспориоз кукурузы, пирикуляриоз риса). Первыми аспирантами были Водяная Л.А. и Еременко З.И., которые после успешной защиты диссертаций стали одними из ведущих специалистов.

В 1963 году лабораторию возглавила Коновалова Наталья Евгеньевна, которая не только продолжила исследования Рашевской В.Ф., но и внесла большой научный вклад в изучение механизма изменчивости ржавчинных грибов, имеющий огромное значение для опережающей селекции на иммунитет. Большое значение для изучения популяций бурой и стеблевой ржавчины овса и карликовой ячменя имели исследования, проведенные Суздальской М.В., Сорокиной Г.К., Букановой В.К., Жемчужиной А.И., Рогожиной Э.М. и Рогожиным Н.П. Впервые для дифференциации бурой ржавчины ржи Горбуновой Ю.В. был подобран набор сортов-тестеров. Большое внимание оценке сортов и отбору исходного материала для селекции уделяли Королева Л.Ю. и Соломатин Д.А., работавшие в тесном контакте с селекционерами. Методические указания по оценке устойчивости ржи к бурой и стеблевой ржавчине успешно применялись при отборе устойчивых сортов.

С 1970 года круг изучаемых возбудителей расширился, начали исследования фитофтороза картофеля. Эту работу возглавила старший научный сотрудник Чумакова А.И. В 1972 году ею был впервые организован опорный пункт ВНИИФ на Сахалине для оценки и отбора устойчивых сортов картофеля. Активное участие в организации питомника принимала Коваленко Е.Д.

После ухода Коноваловой Н.Е. в 1986 году на основе двух лабораторий (лаборатория генетики облигатных и лаборатория генетики факультативных грибов) был организован отдел микологии и иммунитета, который до 1991 года возглавляла Смирнова Людвига Александровна. Под ее руководством на основе многолетних исследований был разработан прогноз появления новых рас ржавчинных грибов.

С 1991 года отдел возглавляет Коваленко Елизавета Дмитриевна. Основными направлениями исследований отдела являются :генетический контроль структуры популяции ржавчинных заболеваний зерновых культур в разных регионах России; изучение видовой и внутривидовой структуры популяций возбудителей гельминтоспориозных пятнистостей, корневых гнилей и септориоза зерновых культур; создание и поддержание коллекции патотипов возбудителей для иммунологических и генетических исследований; разработка фитопатологических и генетических основ создания исходного материала для селекции сортов с длительной устойчивостью к наиболее опасным возбудителям болезней.