Der Gefurchte Dickmaulrüssler (Otiorhynchus sulcatus) ist ein bedeutender Schädling im europäischen Zierpflanzen- und Beerenanbau. Besonders die im Boden lebenden Larvenstadien verursachen durch Wurzelfraß erhebliche Ertragsverluste. Der Einsatz chemischer Insektizide zur Bekämpfung ist aufgrund ihrer Persistenz, der Toxizität gegenüber Nicht-Zielorganismen (z.B. Bestäubern oder Säugetieren) sowie der nachgewiesenen negativen Auswirkungen auf die Diversität des Bodenmikrobioms sowohl ökologisch als auch regulatorisch problematisch. Der Bedarf an wirksamen und nachhaltigen Alternativen ist daher dringend. Entomopathogene Nematoden (EPN) der Gattungen Steinernema und Heterorhabditis gelten als umweltverträgliche und rückstandsfreie biologische Pflanzenschutzmittel. Die bisher etablierten Arten zeigen jedoch bei kühlen Temperaturen (unter 12 °C) eine unzureichende Aktivität, sodass eine Bekämpfung der Larven, wenn sie am anfälligsten für eine Infektion sind (im Frühjahr und Herbst), unwirksam ist. Steinernema kraussei hingegen bleibt auch bei Temperaturen unter 10 °C hochvirulent und eignet sich daher zur effizienten Bekämpfung des Dickmaulrüsslers sowohl bei niedrigen als auch bei höheren Temperaturen. Trotz dieses Potenzials ist S. kraussei bislang nur aus in–vivo-Produktion erhältlich, die nicht skalierbar und unzuverlässig ist. Um S. kraussei langfristig als biologische Alternative gegen den Dickmaulrüssler einsetzen zu können, ist die Etablierung einer effizienten und ertragreichen in–vitro-Flüssigkultur unerlässlich.
Ziel dieser Doktorarbeit ist es, die industrielle in–vitro-Produktion von S. kraussei zu etablieren, um langfristig den Eintrag chemischer Insektizide zu reduzieren. Ergänzend soll erstmals systematisch die Auswirkung der Applikation von S. kraussei auf das Bodenmikrobiom, die Enzymaktivität sowie die Pflanzengesundheit anhand von Erdbeerkulturen untersucht werden. Dafür werden zunächst geeignete Xenorhabdus-Symbionten aus einer umfangreichen Isolat-Sammlung der e-nema GmbH charakterisiert und in Kombination mit verschiedenen S. kraussei-Stämmen auf ihre Kompatibilität getestet. Anschließend erfolgt eine Optimierung des Kulturmediums unter Anwendung genetischer Algorithmen sowie ein Scale-up der Flüssigkultur (bis 500 L). Parallel dazu werden Gewächshaus- und Freilandversuche in Rhizoboxen durchgeführt, bei denen mithilfe von Zymographie und molekularbiologischen Methoden untersucht wird, wie sich die Applikation von S. kraussei auf die mikrobielle Diversität des Bodenmikrobioms, die enzymatische Aktivität in der Rhizosphäre und die Pflanzengesundheit auswirkt.