Petra Lukeneder wird für ihre Forschungen zu marinen Ökosystemen in der Trias ausgezeichnet.
In ihren Arbeiten gelang Petra Lukeneder die Homologisierung der seit 233 Millionen Jahren erhaltenen fossilen Strukturen mit dem Kopfknorpel-Komplex rezenter Tintenfische. Diese karbonisierten Fossilien stammen aus den Reingrabener Schiefern der Polzberg Konservat-Lagerstätte (Österreich) und sind auch aus Cave del Predil (Italien) bekannt. Sie werden den Spät-Triassischen Tintenfischen Phragmoteuthis bisinuata zugerechnet. Die Verteilung von knorpeligen Strukturen in den verschiedenen Invertebraten-Gruppen spielt nicht nur eine funktionsmorphologische Schlüsselrolle in der Entwicklungsgeschichte, sondern beinhaltet damit zusammenhängend auch immer biomechanische und ökologische Konsequenzen. Die vielfach zitierte histologische Ähnlichkeit von rezentem Tintenfischknorpel mit hyalinem Knorpel von Wirbeltieren stellt hier eine besondere Herausforderung dar. Die Mikroarchitektur dieser stabilen Leichtbauelemente und ihre Verteilung in den fossilen Tintenfisch-Gruppen können dabei auch Hinweise auf phylogenetische Zusammenhänge offenlegen. Die Variabilität dieser paläobiologischen Anpassung an die sich ändernden Umweltbedingungen der späten Trias-Zeit, während der weltweiten Carnian Pluvial Episode, bildet ein Kernthema dieser Untersuchungen.
Micro-Computertomographie (Micro-CT) dieser Fossilien lieferte dabei wichtige Erkenntnisse über die Mikrostruktur der marinen, karbonisierten Fossilien. Diese Resultate sind von großer Wichtigkeit für die weiteren Untersuchungen zur Fossilisations-Geschichte (Taphonomie) dieser selten erhaltenen Weichteile.
Ein weiterer Fokus ihrer Arbeit liegt auf der Taxonomie und der Taphonomie fossiler Tintenfische. Besonders die Interpretation der während der jüngsten Grabungsserie (2021) gefundenen, beinahe vollständigen fossilen Tintenfische liefern neue Einblicke in die taxonomische Zusammensetzung und Ökologie dieser Spät-Triassischen marinen Fauna. Im Rahmen des ÖAW-Projektes Polzberg- eine Konservat-Lagerstätte von Weltruf im Herzen Niederösterreichs war Petra Lukeneder weiters an der Bearbeitung der fossil erhaltenen Gesamtfauna von Polzberg beteiligt. Dabei wurden die Rollen der einzelnen Faunenelemente im marinen Nahrungsnetz detailliert untersucht.
Petra Lukeneder hat an der Universität Wien das Bachelorstudium (2018) und das Masterstudium (2019) im Fach Erdwissenschaften abgeschlossen. Seit März 2020 ist sie Dissertantin an der Universität Wien. Während ihres Studiums war Petra Lukeneder Projektmitarbeiterin, u.a. am Institut für Paläontologie der Universität Wien und in der Geologisch-Paläontologischen Abteilung des Naturhistorischen Museums Wien. Seit 2019 ist sie wissenschaftliche Projektmitarbeiterin am Institut für Angewandte Geologie der BOKU Wien und bearbeitet die dort vorhanden historischen erdwissenschaftlichen Sammlungen.