前沿解读｜《Science》重磅：白蚁菌农的分级杂菌防控体系，为食药用菌绿色栽培提供天然生防模板

食用菌栽培中杂菌污染是制约稳产、降低种植收益的核心痛点，传统化学抑菌剂易造成农残超标、抑制目标菇菌丝生长。2025年9月《Science》刊发的培菌白蚁研究完整揭示一套行为调控+抑菌微生物土壤团块的精准控杂菌机制，白蚁可根据杂菌侵染轻重分级施策，仅将广谱抑菌菌群定点施用在污染区域，不伤害共生鸡枞菌（Termitomyces），为食药用菌绿色、靶向杂菌防控开辟全新思路。

一、研究背景：白蚁“天然菌圃”与食药用菌栽培面临同一杂菌难题

培菌白蚁（Odontotermes obesus，肥胖大白蚁）与鸡枞菌形成亿年稳定共生体系：白蚁搭建菌圃（真菌栽培基质），调控温湿度、持续供给营养，鸡枞菌菌丝作为白蚁唯一主食；但营养富集、恒温恒湿的菌圃环境同时极易滋生竞争性杂菌——伪炭角菌（Pseudoxylaria）。

该杂菌生长速度远超鸡枞菌，碳源需求高度重合，一旦无白蚁管护，2～3天即可完全侵占菌圃、摧毁共生系统。这一困境与人工食药用菌栽培高度相似：香菇、羊肚菌、黑皮鸡枞、灵芝等栽培料营养充足，木霉、毛霉、炭角菌等杂菌极易爆发，现有防控方案存在两大短板：

1. 化学杀菌剂广谱抑菌，在杀灭杂菌同时抑制栽培菌丝，影响出菇；

2. 现有生防菌群多全域喷施，无法精准靶向污染位点，菌群利用率低、成本偏高。

此前学界已知白蚁体内存在抑菌共生微生物，但白蚁如何定向利用微生物、区分杂菌与栽培真菌、按侵染程度差异化防控的完整机制始终空白，本研究通过三组梯度侵染试验，完整阐明两级协同防控通路。

二、核心试验设计与分层防控行为

（一）轻度单点侵染：移除 - 包裹 - 清洁复合操作，94.12%阻断杂菌扩散

试验设置新鲜健康菌圃（FC）、人工接入伪炭角菌菌丝簇的污染菌圃（FC+P）两组对照，57组平行培养皿观测白蚁工蚁行为，共统计6类行为模式：

1. 移除菌丝 + 土团包裹 + 菌圃刮洗（占比29.82%）：最高频、最高效策略，抑菌成功率94.12%；白蚁先剥离全部杂菌菌丝，用抑菌土团完全包裹杂菌团，再反复刮擦污染接触部位清除残留菌丝；

2. 移除菌丝 + 土团包裹（24.56%）：100% 抑制杂菌生长；

3. 移除菌丝 + 局部刮洗（14.04%）：抑菌效率87.5%；

4. 仅移除杂菌菌丝（12.28%）：单独移除即可完全阻断扩散；

5. 直接在菌圃表面包裹杂菌（5.26%）：无前置移除操作，仅33.33%有效；

6. 无任何防御行为（14.04%）：杂菌完全蔓延。

数据显示：移除杂菌 + 抑菌土团包裹是轻度污染最优组合；白蚁对污染菌圃刮洗面积显著高于健康菌圃（Wilcoxon检验P＜0.001），证明白蚁可精准识别微量杂菌侵染位点，主动扩大清洁范围。无白蚁对照组中伪炭角菌100% 泛滥，存在白蚁组整体抑菌成功率达84.21%，差异极显著。

图1 肥胖大白蚁对人工接种于菌圃的伪炭角菌菌丝簇的行为响应

（二）大面积重度侵染：整体土团全包埋，隔绝杂菌扩散通路

设置完整重度污染菌圃（IC）与健康菌圃对照，101组平行试验：

1. 完全土团包裹（56.43%样本）：抑菌效率89.47%，白蚁堆积大量抑菌土团完整覆盖整块污染菌圃；

2. 局部包裹（31.68% 样本）：仅56.25%可控制杂菌；

3. 无防御行为（11.89%）：杂菌无限制增殖。

定量检测土团沉积量：完全包裹组土壤沉积量远高于局部包裹与健康菌圃组（Kruskal-Wallis检验P＜0.001）；白蚁仅向污染菌圃堆放抑菌土团，健康菌圃表面无土团沉积，实现抑菌材料定点投放，不会接触健康鸡枞菌菌丝。整体存在白蚁样本杂菌抑制率 68.31%，无白蚁对照组全部污染。

图2 肥胖大白蚁对重度伪炭角菌侵染菌圃的防控行为响应

（三）健康 - 污染连体菌圃：物理分割 + 定点包裹，保留可利用栽培基质

模拟栽培场景中局部污染、大部分基质完好的工况：将健康菌圃与污染菌圃粘合，21 组平行试验：

1.  完全分割 + 污染区全包埋（66.6% 样本）、完全分割 + 局部包裹（19.04%）：两种组合抑菌效率均 100%；白蚁先啃断健康与污染菌圃连接位点，再单独包裹污染块，健康基质完整保留；

2.  仅分割不包裹、局部分割 + 局部包裹（合计14.3%）：无法阻断杂菌蔓延。

该行为完美解决人工栽培核心痛点：局部污染无需整袋废弃，仅隔离污染区域，大幅降低栽培料损耗，与食用菌生产中“挑除污染菌块、局部消毒”的实操思路高度契合。三组行为试验共同证实：白蚁不存在固定防御模式，根据杂菌侵染面积分级匹配防控策略，实现资源最优利用。

图3 肥胖大白蚁从伪炭角菌侵染菌圃中保全健康菌圃组织的应对行为

三、抑菌核心：土壤团块中的功能性微生物组

研究进一步验证土团抑菌的核心来源，排除单纯物理隔绝作用：使用高压灭菌无菌土人工包裹伪炭角菌，无法抑制杂菌生长，证明抑菌活性来自白蚁加工土团携带的微生物群落。

1.  微生物组测序结果：土团共检出519个真菌OTU、839个细菌OTU；真菌群落中伪炭角菌同源序列占比47.23%，无核心抑菌功能；细菌是抑菌主力，分离得到13株目标菌株，其中伯克霍尔德菌、沙雷氏菌、金黄杆菌、泛菌4株对伪炭角菌具备强抑制活性。

2.  重构菌群抑菌试验：将4株核心抑菌细菌复配构建简化菌群，体外验证可同时抑制伪炭角菌、鸡枞菌菌丝生长；但白蚁仅将该菌群土团定点施加于污染区域，健康菌圃全程不接触抑菌菌群，巧妙规避广谱抑菌对栽培真菌的伤害。

3.  关键特征：白蚁头部、肠道过滤液无显著抑菌效果，证明抑菌活性载体是土壤团块定植的共生细菌，而非白蚁自身分泌物。

图4 白蚁堆砌的土团含有具备抑真菌活性的微生物

四、白蚁天然防控体系：对应食药用菌产业的三大应用价值

（一）靶向生防菌群开发，解决广谱抑菌损伤栽培菌丝难题

当前食用菌生防制剂多全域拌料、喷施，同时抑制杂菌与目标菇菌丝。本研究分离的伯克霍尔德菌、沙雷氏菌等菌株，可开发定点施用型生防菌剂：仅在污染点位局部涂抹/覆盖，参考白蚁土团定点包裹逻辑，减少有益菌丝接触抑菌菌群，降低减产风险；尤其适配黑皮鸡枞、羊肚菌等对抑菌物质敏感的珍稀食药用菌栽培。

（二）建立分级杂菌防控标准化操作流程，降低栽培损耗

白蚁“轻度污染剥离清理、重度污染整体包裹、局部污染分割隔离”三级防控逻辑，可直接转化为食用菌工厂、农户栽培实操规范：

1.  菌丝初期单点杂菌：人工剔除污染菌块，局部喷施专用抑菌菌泥（模拟白蚁土团）；

2.  菌袋大面积污染：整袋隔离堆放，避免杂菌孢子扩散；

3.  局部污染连体菌棒：切割分离健康基质，单独管护，减少整袋报废损失。

（三）鸡枞人工仿野生栽培基质改良技术支撑

我国鸡枞人工栽培长期存在菌圃易染杂菌、产量不稳定问题。本研究明确白蚁菌圃土壤团块的功能性菌群组成，可人工复配抑菌细菌改良栽培覆土，复刻天然白蚁菌圃微生态，构建稳定抗杂菌栽培基质，提升鸡枞人工栽培成功率。

五、总结与产业展望

本研究首次完整拆解培菌白蚁“行为分级防控 + 微生物定点施用”的天然综合杂菌管理体系，为食药用菌绿色防控提供全新仿生思路。相较于传统化学消毒、全域生防模式，白蚁策略的核心优势是精准、减量、保产，契合当前食用菌产业 “减药、绿色、提质” 发展导向。

后续可围绕4株核心抑菌细菌开展菌株发酵、制剂优化、田间栽培验证，开发食用菌专用局部抑菌生物菌泥；同时借鉴白蚁分级处理行为，制定工厂化食用菌杂菌分级处置操作规程，推动仿生微生态防控技术落地，降低杂菌污染带来的产业损失。

参考文献

Panchal A, Sen R, Agarwal R, et al. Fungus-farming termites can protect their crop by confining weeds with fungistatic soil boluses[J]. Science, 2025, 389(6741): 1366-1371. https://doi.org/10.1126/science.adr2713