Die Forschung von Katharina Kraxberger gliedert sich in zwei zentrale Abschnitte. Im ersten Teil („Diverse bacteria colonizing leaves and the rhizosphere of lettuce degrade azoxystrobin“, Science of the Total Environment, Herbst 2023) untersuchte sie die Fähigkeit verschiedener Bakterienstämme, das Fungizid Azoxystrobin abzubauen. Dazu ließ sie Gemüsepflanzen auf kontaminierten Böden wachsen und isolierte 320 Bakterienstämme aus Blättern und Rhizosphäre. Diese wurden auf Agarplatten mit Azoxystrobin als Kohlenstoffquelle kultiviert und in Petrischalen auf ihre Abbauleistung getestet. Die Blätter wurden mit Azoxystrobin behandelt, anschließend mit den Bakterienstämmen besprüht. Auch im Glashaus erfolgten Tests durch Blatt- und Bodenapplikation. Insgesamt isolierte Kraxberger 43 fungizidabbauende Stämme von Pflanzen sowie 16 weitere aus getesteten Multikraft-Produkten. Die effizientesten Stämme zeigten eine Abbauleistung von 29 bis 71 Prozent und übertrafen damit bisher bekannte Referenzstämme deutlich.
Genom-Analysen und pflanzenfördernde Eigenschaften
Für die Genom-Analyse wählte Kraxberger die effektivsten Stämme aus. Drei zeigten sich besonders wirksam beim Blattabbau, der in der Praxis am häufigsten angewandt wird: Bacillus sp. MK101, Rhodococcus sp. MK144 und Pseudomonas sp. MK113. „Zudem fanden sich in allen drei Gene zur Produktion von IAA (Indole-3-acetic acid), einem wichtigen Pflanzenhormon, das auf zusätzliche pflanzenwachstumsfördernde Eigenschaften der ausgewählten Bakterienstämme hindeutet.“
Fermentation und Haltbarkeit als Schlüssel zur Anwendung
Im zweiten Forschungsschritt („Microbial Fermentation and Shelf Life of Potential Biotechnological Products capable of Pesticide Degradation“, Applied Microbiology, Herbst 2024) lag der Fokus auf der Entwicklung praxisnaher Fermentations- und Lagerprotokolle. Dabei arbeitete Kraxberger vor allem mit Bacillus subtilis MK101 und Rhodococcus sp. MK144, die der Sicherheitsklasse 11 entsprechen und für die Praxis relevant sind. Die Stämme wurden in Zuckerrohrmelasse oder Glukosesirup fermentiert. „Eine speziell entwickelte qPCR-Methode ermöglichte die genaue Überwachung der Bakterienzahlen während der Fermentations- und Lagerungsphase. Dabei zeigte sich unter anderem, dass geringere Keimzahlen beim Start tendenziell ein besseres Wachstum darlegen. Während der Lagerungszeit nahm die Lebensfähigkeit der Bakterien ab, blieb jedoch auf einem ausreichenden Niveau“, erklärt Kraxberger. Zukünftige Untersuchungen könnten optimierte Stickstoffzusätze für Glukosemedien testen.
