Birgit Mitter

Birgit Mitter untersuchte jahrelang Mikroorganismen, die in Pflanzen leben. Dafür entwickelte die Grundlagenforscherin mit ihren Kolleg:innen eine Maschine, die Mikroorganismen kontrolliert in Pflanzensamen einbringen kann. Die Technologie zeigte großes Potenzial für eine industrielle Anwendung und wurde deshalb zur Grundlage des Spin-off-Unternehmens Ensemo. Denn sie ermöglicht eine kontrollierbare Unterstützung von landwirtschaftlichen Kulturpflanzen abseits chemischer und umweltschädlicher Dünge- oder Pflanzenschutzmittel.

Streng genommen ist ein Tier oder ein Mensch weit mehr als ein einzelnes Lebewesen. Der Körper wird von vielen Milliarden Mikroorganismen besiedelt, innen wie außen. Das Beispiel des Mikrobioms im Darm zeigt, dass sie zum Teil wichtige Aufgaben übernehmen. Das ist auch bei Pflanzen ähnlich. Die meisten Endophyten, also Mikroorganismen, die in Pflanzen leben, haben keine nennenswerten Auswirkungen auf ihren Wirt. Einige von ihnen aber sehr wohl. Sie fixieren Stickstoff aus der Luft oder setzen im Boden gebundenes Phosphat frei und machen diese Nährstoffe für die Pflanze verfügbar. Manche Mikroorganismen schützen ihre Wirte vor Krankheiten. Bei Tomaten oder Erdbeeren wird sogar der Geschmack von den in ihnen lebenden Einzellern mitbestimmt.

Das Feld der Endophyten ist ein langjähriges Forschungsgebiet von Birgit Mitter. Die Mikrobiologin war lange Zeit für das AIT Austrian Institute of Technology tätig, wo sie in einer Vielzahl von Projekten molekularbiologische Analysen von Mikroorganismen in und auf Pflanzen durchführte. Im Zuge ihrer Forschungen, die in zwei Projekten vom Wissenschaftsfonds FWF gefördert wurden, standen Mitter und ihre Kolleg:innen vor der Frage, wie Bakterien auf effiziente Weise in Samen eingeschleust werden können, um danach Interaktionen zwischen Pflanze und Mikrobiom untersuchen zu können. Das Meistern dieser Herausforderung legte den Grundstein für das Spin-off-Unternehmen Ensemo, das Mitter heute gemeinsam mit ihrem früheren AIT-Kollegen Nikolaus Pfaffenbichler in Tulln führt.

Mit Ensemo wurde eine Technologie, die der Grundlagenforschung entsprungen ist, zur Marktreife geführt: Eine Maschine, die mit enormer Geschwindigkeit Mikroorganismen in Abertausende Pflanzensamen einbringen kann, eröffnet neue Wege für die kontrollierbare Unterstützung von Kulturpflanzen abseits chemischer und potenziell umweltschädlicher Mittel. Die gezielte Nutzung von Interaktion zwischen Mikroben und Pflanzen birgt das Potenzial, ökologische Landwirtschaft einfacher und eine nachhaltige Bewirtschaftung von Boden konkurrenzfähiger zu gestalten.

Einsparung von Dünger und Pflanzenschutz als wirtschaftliches Argument

Erste Produkte sind bereits am Markt. Es sind Sojasamen, die mit Rhizobien versetzt sind – also Bakterien, die Luftstickstoff pflanzenverfügbar machen. „Zusätzlicher Stickstoffdünger ist für die resultierenden Pflanzen damit weitgehend überflüssig“, sagt Mitter. „Generell ist die Einsparung von Dünger und Pflanzenschutzmittel, die heute in großen Mengen auf die Felder aufgebracht werden müssen, ein starkes ökonomisches Argument für unsere Technologie.“ Die Anwendung weiterer Mikroorganismen, die etwa Phosphor mobilisieren, und hormonähnliche Substanzen, die die Pflanzen resilienter machen, sind bei Ensemo bereits in einer Testphase.

In aller Kürze

Im Rahmen eines vom Wissenschaftsfonds FWF geförderten Projekts, das die Rolle von Mikroorganismen in Pflanzen untersucht, stellte sich für Birgit Mitter und ihr Team die methodische Frage, wie man Bakterien kontrolliert in Samen einbringen kann. Bei der Technologie, die zu diesem Zweck entwickelt wurde, wird jeder Samen einzeln fixiert, aufgeschnitten, Mikroorganismen werden injiziert und dann wird er wieder verschlossen. Der Ansatz erwies sich auch als vielversprechend für die Produktion von neuartigem Saatgut, das dank der eingebrachten Bakterien kaum Dünger oder Pflanzenschutzmittel benötigt. Künftig könnte die Technologie zudem helfen, Nutzpflanzen widerstandsfähiger und nährstoffreicher zu machen. Nach dem Marktstart für Maissamen wurden 2025 in Österreich und Deutschland auch erstmals Sojasamen, die von Ensemo vorbereitet worden waren, angepflanzt – mit großem Erfolg. Das langfristige Potenzial des Ansatzes liegt vor allem auch in den Ländern des Globalen Südens, wo angesichts des Klimawandels eine hohe Resilienz der Nutzpflanzen wünschenswert ist.

Porträt Birgit Mitter — Die Mikrobiologin Birgit Mitter untersuchte in einer Vielzahl von Forschungsprojekten die Interaktionen zwischen Mikroorganismen und Pflanzen. Für diese Analysen stand sie vor der Frage, wie Bakterien effizient in Samen eingebracht werden können. Damit legte die Wissenschaftlerin, ohne es zu wissen, den Grundstein für das Spin-off-Unternehmen Ensemo. © Andrea Aichhorn

Großaufnahme einer Maschine zur Einbringung von Mikroorganismen in Samen — Einsparung von Dünger und Pflanzenschutz – das ermöglicht eine Maschine, die in enormer Geschwindigkeit Mikroorganismen in Samen einbringen kann. © Matthias Obergruber

„Die Einsparung von Dünger und Pflanzenschutzmittel ist ein starkes ökonomisches Argument für unsere Technologie.“

Abseits davon sind noch viele weitere Anwendungen denkbar: Die gezielt eingebrachten Mikroorganismen könnten Pflanzen widerstandsfähiger gegen Hitze und Trockenheit machen und ihre Nährstoffaufnahme verbessern. Sie können helfen, Schädlinge abzuwehren, und ihre Wirte unempfindlicher gegen Stress machen. Theoretisch könnte der richtige Mix auch auf Nährstoffgehalt und Geschmacksaspekte Einfluss nehmen, wobei in diesem Bereich aber noch hoher Forschungsbedarf vorhanden ist. Um die Potenziale zu heben, ist Ensemo auf der Suche nach Partnern: „Unsere Stärke liegt nicht in der Entwicklung der Mikroorganismen selbst, sondern in der Technologie, mit der sie präzise in Samen eingebracht werden können“, betont Mitter. „Wir kooperieren mit Unternehmen, die unser Werkzeug nutzen, um ihre eigenen biologischen Wirkstoffe in die Landwirtschaft zu bringen.“

Mikrobenforschung in afrikanischen Bäumen und gestressten Pflanzen

Zu den vielfältigen Forschungen zu Endophyten, die Mitter im Laufe ihrer Karriere betrieben hat, gehört etwa die Untersuchung, inwiefern Endophyten Einfluss auf Wirkstoffe des Pfefferrindenbaums haben, der in Kenia und Uganda als natürliches Heilmittel bei Atemwegserkrankungen oder Infektionen genutzt wird. In einem Projekt, das der Wissenschaftsfonds FWF förderte, konnte gezeigt werden, dass es zumindest Korrelationen zwischen Mikroorganismen und den – von Baum zu Baum oft unterschiedlich ausgeprägten – Inhaltsstoffen, die das Immunsystem stimulieren, gibt. In einem anderen Forschungsvorhaben, das der FWF ebenfalls unterstützte, ging es aufbauend darum, wie Signale der Pflanze die Mikroorganismen, die in ihr leben, beeinflussen können. „Wir wollten hier die andere Seite betrachten: nicht, wie die Pflanze auf Endophyten reagiert, sondern wie sich die Bakterien durch ihre Genexpression an veränderte Bedingungen in der Pflanze anpassen – beispielsweise, wenn diese starkem Stress ausgesetzt ist“, erklärt Mitter.

Die Forschenden konnten zeigen, dass die Reaktion der Mikroben auf Pflanzensignale erstaunlich stark ist. Doch das Projekt brachte noch einen weiteren Output hervor. Denn Mitter und Kolleg:innen mussten darin eine grundlegende methodische Frage klären: Wie bringt man die gewünschten Bakterien, deren Reaktion man untersuchen möchte, überhaupt in die Pflanze hinein? Ein Weg ist, die Mikroorganismen auf die Blüten zu sprühen, um sie zum Teil der Samen der nächsten Generation zu machen – ein Vorgang, der auch in der Natur gang und gäbe ist. „Diese Methode hat zwar bei Laborbedingungen gut funktioniert, am Feld draußen war sie aber extrem schwer zu kontrollieren“, erklärt Mitter. „Wir mussten uns also eine andere Lösung überlegen. Schließlich hatten wir die Idee für eine eigene Maschine, die jeden Samen in der erforderlichen Weise präpariert.“

Zur Person

Birgit Mitter studierte Mikrobiologie an der Universität Graz. Sie verfasste ihre Dissertation an der TU Graz und arbeitete gleichzeitig am Forschungszentrum Seibersdorf, dem heutigen AIT Austrian Institute of Technology. In ihrer Doktorarbeit widmete sie sich bereits einer molekularen Analyse von Endophyten. Sie blieb vorerst an der TU Graz und forschte im Bereich der Enzymatik, bevor sie später erneut an das AIT wechselte, um ihre Forschungsinteressen im Bereich der Endophyten zu vertiefen. Von 2007 bis 2011 forschte sie in ihrem Projekt „Mikrobielle Endophyten vom Pfefferrindenbaum“, das vom Wissenschaftsfonds FWF gefördert wurde. Von 2010 bis 2014 folgte „ECF-Sigmafaktoren: Wie Endophyten die Pflanze wahrnehmen“, ebenfalls ein FWF-Projekt. Nach der Entwicklung der Technologie zum kontrollierten Einbringen von Mikroorganismen in Pflanzensamen unter dem Dach des AIT gründete sie 2021 gemeinsam mit Nikolaus Pfaffenbichler das Spin-off Ensemo, im Rahmen dessen der Ansatz zur Marktreife gebracht wurde.

Bearbeitete Samen mit kleinen Schlitzen in Großaufnahme — Die Technologie ermöglicht, 3.000 Samen pro Sekunde zu bearbeiten. © Matthias Obergruber

„Große maschinenbauliche Herausforderung“

Das resultierende Gerät bei Ensemo schafft es heute, 3.000 Samen pro Sekunde zu bearbeiten. Ein vollautomatisches, softwaregesteuertes Gerät schickt die Samen in einen Ring, in dem viele kleine Bolzen angeordnet sind. Sie fixieren jeweils einen Samen mit sanfter Kraft. Eine Miniatursäge fährt aus, um einen kleinen Schnitt zu machen – sehr kontrolliert, um den Embryo im Samen nicht zu verletzen. Eine Flüssigkeit mit den gewünschten Mikroorganismen wird injiziert, auch hier sanft und ohne Druck. Schlussendlich wird die Öffnung mit einem Naturpolymer verschlossen, bevor die Samen noch kurz getrocknet werden. „Die Entwicklung ist eine große maschinenbauliche Herausforderung. Denn das Verfahren erfordert eine Kombination aus hoher Präzision und enormer Geschwindigkeit, um relevante Mengen für die Saatgutindustrie bereitstellen zu können“, resümiert Mitter.

„Das Verfahren erfordert eine Kombination aus hoher Präzision und enormer Geschwindigkeit, um relevante Mengen für die Saatgutindustrie bereitstellen zu können.“

Am Beginn dieses Weges am AIT war jedoch noch überhaupt nicht klar, dass die Erfindung zum Gegenstand eines eigenen Unternehmens werden sollte. „Es gab bei der Forschungsarbeit keinen Hintergedanken, der eine Firmengründung vorsah. Als die Methode funktionierte und der Ansatz patentiert wurde, dachten wir eher an ein Lizenzmodell, das die Entwicklung der Saatgutindustrie zugänglich machen sollte“, erinnert sich die Wissenschaftlerin. „Das Feedback aus der Industrie war zwar sehr gut, doch die Strukturen der großen Saatgutunternehmen sind nicht darauf ausgerichtet, eine Entwicklung dieser Art schnell zu kommerzialisieren.“ Das AIT bot Birgit Mitter und ihrem Kollegen Nikolaus Pfaffenbichler schließlich an, die Technologie mittels eines eigenen Spin-offs zur Marktreife zu führen. 2021 gründeten sie das Unternehmen. Heute zählt es neun Mitarbeiter:innen.

Birgit Mitter und ihr Team vor einer modernen Holzfassade — Das 2021 gegründete Unternehmen zählt heute neun Mitarbeiter:innen. Von links nach rechts: Marija Gumze, Hanna Wolf, Nikolaus Pfaffenbichler, Birgit Mitter, Doris Gusenbauer, Nicolas Gerstenmayer, Lisa-Maria Ohler. Nicht auf dem Bild zu sehen sind Evangelos Kyrilas und Gregor Wolfsgruber, die das Team seit Herbst 2024 verstärken. © Matthias Obergruber

„Es gab bei der Forschungsarbeit keinen Hintergedanken, der eine Firmengründung vorsah.“

Bisher standen die Getreidearten Soja und Mais im Fokus. Eine Anwendbarkeit für das viel feinere Weizensaatgut bräuchte noch mehr Genauigkeit sowie höheren Durchsatz und bedarf noch weiterer Entwicklungsarbeit. Ensemo verkauft seine Maschinen nicht, sondern betreibt sie vorerst selbst am Standort des Kunden, um Sojasamen zu bearbeiten. „2025 haben wir mit unserem international agierenden Partner Saatbau Linz etwa 3,5 Prozent des Sojasaatgutmarkts in Österreich und Deutschland erreicht“, verweist Mitter auf einen aktuellen Erfolg. „Die Rückmeldungen dazu waren sehr positiv.“

„2025 haben wir mit unserem international agierenden Partner Saatbau Linz etwa 3,5 Prozent des Sojasaatgutmarkts in Österreich und Deutschland erreicht.“

Auch wenn die ersten Kunden in Österreich und Europa beheimatet sind, langfristig zielt Ensemo auf einen weltweiten Markt ab – inklusive Anbaugebieten im Globalen Süden, die angesichts von Klimawandelfolgen und hohen Kosten für Dünger und Pflanzenschutzmittel auf resiliente und einfach handhabbare Saatgutsorten angewiesen sind. „Ein erster Schritt in diese Richtung erfolgt im Frühling 2026“, sagt Mitter. „Wir schicken eine Maschine nach Brasilien, um sie dort bei einem Kunden zu testen.“ Ist das Tullner Unternehmen mit seiner Saatgut-Revolution erfolgreich, könnten der Soja- und Maisanbau schon bald ein gutes Stück nachhaltiger werden.