病原物通过多种途径发生变异。
突变。一般是指基因的变化,广义的突变还包括染色体畸变。突变的原因包括细胞分裂时遗传基因的复制发生错误,或受化学物质、辐射或病毒的影响。突变是锈菌致病性变异的一种重要途径。早在1930年,牛顿等发现了禾柄锈菌小麦专化型,即小麦秆锈菌突变引起了病菌致病力和颜色的变化。随后,1932年加斯纳等首先证实了小麦条锈菌通过突变可以产生新小种。1968年,卡吉瓦拉等获得一个致病力减弱的条锈菌突变菌系。人工射线诱变也可导致小麦条锈菌突变,从而产生新致病菌系。
有性重组。有性生殖是引起病原菌致病性变异的主要因素之一。稻瘟病菌经有性杂交使致病性的改变,是由于在性细胞结合过程中发生基因重组而使病菌的遗传性(包括致病性)改变所致。
无性重组。主要指真菌在无性阶段发生的遗传物质重新组合。常见于菌丝与菌丝、菌丝与芽管、芽管与芽管的融合或联接。不同的细胞核(异核体)有不同遗传性质不同的细胞核,又可结合成异质二倍体。当进行有丝分裂并单倍体化时,其染色体发生交换,形成遗传物质重组的单倍体细胞核使真菌发生变异。
位置效应。研究表明,稻瘟病菌毒性的获得常由于基因在染色体上位置的变异而导致病原菌遗传不稳定。有些无毒基因位于染色体端粒附近,端部缺失可能是使稻瘟病菌获得新毒性的主要机制之一。
同源重组。稻瘟病菌基因组中存在很多重复DNA序列,一些小种的变异可能是通过重复序列之间的同源重组导致基因组片段缺失造成的。
转座子的转座。科学家发现稻瘟病菌中有众多类似转座元件,说明转座可能是该菌易变异的一个原因。因为转座子的转座可以引起染色体的缺失、插入、倒位、重复和易位。
迁移。是指生物在地理学上的移动。
寄主定向选择。依据基因对基因假说,寄主品种有一个抗病基因,病原菌就有一个无毒基因与之对应,后者或迟或早会出现一个有毒基因或新的小种使前者失去抗性,从而使新的抗病品种成为所谓的“哺育品种(nurturing variety)”。