Am 14. Mai 2022 standen wir vor einer Stieleiche in Briesener Zootzen in Brandenburg, am 15. Juni 2022 noch einmal am selben Baum. Im Mai lagen die Larven des Eichenprozessionsspinners im Stadium L2 und L4 in einem Spinnnest, im Juni im Stadium L5. Aus diesem einen Nest stammen die Tiere, deren Transkriptom 2024 in BMC Genomic Data veröffentlicht wurde. Ich war an der Feldsammlung beteiligt.
Felderfassung am Eichenprozessionsspinner
Allergen ab Stadium L3
Der Eichenprozessionsspinner ist in seinen späten Larvenstadien gesundheitsrelevant. Die Brennhaare, die die Tiere ab dem Stadium L3 bilden, enthalten Peptide, die Hautausschlag und Atemwegsreizungen bis hin zu asthmatischen Reaktionen auslösen können. Die ersten beiden Stadien sind dagegen unauffällig. Forstbetriebe und Kommunen brauchen für jede Eingriffsentscheidung eine klare Aussage zum Larvenstadium: das frühe Stadium L2 ist mit anderen Verfahren zu handhaben als ein L5-Nest in Spielplatznähe.
Methode
Aus jedem Sammeltermin wurden Tiere in flüssigem Stickstoff schockgefroren und im Labor in Göttingen weiterverarbeitet. Im Anschluss wurde die RNA aus dem Larvengewebe isoliert und in elf Sequenzierbibliotheken (vier für L2, vier für L4, drei für L5) überführt. Die Sequenzierung erfolgte auf einem MGISEQ-2000 der Firma BGI als 100+100 bp Paired-End-Reads mit 30 bis 55 Millionen Reads pro Bibliothek. Aus den Reads wurde mit der Trinity-Pipeline ein De-novo-Transkriptom der drei Larvenstadien assembliert; eine BUSCO-Analyse bestätigte 89,3 Prozent Vollständigkeit gegenüber dem Lepidoptera-Referenzset. Die Funktionalannotation erfolgte mit Trinotate, die differenzielle Expressionsanalyse mit DESeq2.
Befund
Insgesamt 145.251 Transkripte aus 99.868 Genen. Rund 19.600 Gene zeigen statistisch signifikante Unterschiede zwischen den allergenen und nicht-allergenen Larvenstadien. Das nicht-allergene Stadium L2 unterscheidet sich auf der Ebene eines erheblichen Teils des aktiven Transkriptoms von L4 und L5. Daraus folgt für die Identifikation der allergenen Peptide eine erste Liste von Kandidatengenen, die in den allergischen Stadien hochreguliert sind und in L2 nicht.
Was Förster und Kommunen daraus ableiten
Aus dem deutlichen genetischen Unterschied zwischen L2 und L4/L5 ergibt sich, dass die Stadiumsidentifikation nicht eine Detailfrage des Pflanzenschutzes ist, sondern die zentrale Entscheidungsvariable vor jedem Eingriff. Vor jeder Maßnahme an einem Nest lohnt deshalb die Bestimmung des Larvenstadiums. Sie entscheidet über Zeitfenster, Verfahren (Heißluft, Absaugen, Notfallabtragung) und die persönliche Schutzausrüstung der Bearbeitenden. Die Pflanzenschutzdienste der Länder veröffentlichen jährlich Phänologie-Tabellen mit den erwarteten Stadiumsübergängen; in Hessen ist der Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen Ansprechpartner.
Im forstlichen Tagesgeschäft berührt der Befund die naturschutzfachliche und die gutachterliche Arbeit zugleich: Habitatbaumkartierungen an alten Eichen sollten den Befallstatus mitführen, und bei Verkehrssicherungsfragen entlang Erholungswegen oder an Spielplätzen kommt das Stadiumswissen direkt zum Tragen.
Quelle: Zicola, J., Dasari, P., Hahn, K. K., Ziese-Kubon, K., Meurer, A., Buhl, T., Scholten, S. (2024). De novo transcriptome assembly of the oak processionary moth Thaumetopoea processionea. BMC Genomic Data 25:55. DOI 10.1186/s12863-024-01237-7