RT Dissertation/Thesis T1 Saponin fractions from fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.)as dietary supplements for Nile tilapia (Oreochromis niloticus L.)and common carp (Cyprinus carpio L.) A1 Stadtlander,Timo WP 2013/04/04 AB Die zukünftige Bedeutung der Aquakultur für die Welternährung wird mehr und mehr auch von der breiten Öffentlichkeit erkannt. Wichtige Vorraussetzung für das weitere, stetige Wachstum der Aquakulturproduktion ist die ausreichende Produktion von hochwertigem Futter für semi-intensive und intensive Produktion. Die Verwertungseffizienz ist in der Vergangenheit im europäischen Raum oft durch die Zugabe von Wachstumsbeschleunigern, z.B. Antibiotika und Hormone, gesteigert wurden. Der Einsatz solcher Futteradditive ist in der EU seit 1. Januar 2006 nicht mehr zulässig und genießt zudem einen schlechten Ruf bei den Konsumenten. Vor ungefähr einer Dekade wurden Saponine, sekundäre Pflanzenmetabolite, als mögliche Alternativen zu den Futteradditiven entdeckt. Saponinmischungen von Quillaja saponaria, dem südamerikanischem Seifenrindenbaum, zeigten bei Karpfen Cyprinus carpio und Niltilapien Oreochromis niloticus positive Wirkungen auf Wachstum, Futter- und Nährstoffverwertung sowie auf den Metabolismus. Weiterhin wurde in einem Experiment ein höherer Anteil an männlichen Tilapien in einer Saponin-gefütterten Gruppe im Vergleich zur Kontrolle gefunden. Dies wäre ein weiterer attraktiver Effekt von Saponinen bei Tilapien, da kommerzielle Aquakultur von Niltilapien nur finanziell rentabel ist, wenn rein-männliche Populationen zur Produktion verwendet werden. Gemischtgeschlechtliche Populationen unkontrollierten Nachwuchs erzeugen und die Weibchen Maulbrüter sind. Die Erzeugung rein männlicher Tilapienpopulationen wird derzeit größtenteils durch das potentiell Umwelt-gefährdende und krebserregende synthetische Hormon 17-a-Methyltestosteron gewährleistet. Aus den oben genannten Problemen hat sich ein Forschungsvorhaben mit Partnern in Israel und Palästina entwickelt, in dessen Rahmen diese Dissertation entstanden ist. Ziel des Vorhabens war das Fraktionieren durch Hochleistungs-Flüssigkeits-Chromatographie und Testen von Saponinen des Bockshornklees Trigonella foenum-graecum. Es wurde davon ausgegangen, daß eine erhöhte biologische Aktivität gefunden wird, wenn statt grober Saponinmischungen Fraktionen als Futteradditive genutzt werden. Verschiedene, in vitro getestete Saponinfraktionen bzw. Saponineluate wurden in verschiedenen Fütterungsexperimenten auf ihre Wirkung auf Wachstum, Futter- und Nährstoffverwertung, Metabolismus, grobchemische Zusammensetzung, Genexpression von GH und IGF-1, Geschlechterverhältnis, Reproduktion und Gonadenhistologie getestet. Primär wurden dafür Niltilapien genommen aber auch ein Fütterungsexperiment an Karpfen durchgeführt. Drei der Fütterungsexperimente wurden zum Zweck der kontinuierlichen Sauerstoffverbrauchsmessung in einer computergesteuerten Respirationsmessanlage durchgeführt, ein weiteres in Außenanlagen in Jericho, Palästina. Die Experimente zur Feststellung des Einflusses von Bockshornklee Saponinfraktionen auf das Geschlechterverhältnis von undifferenzierten Tilapienlarven wurden primär in einer Durchflußanlage durchgeführt. Für die Erzeugung von rein männlichen Tilapienpopulationen eignen sich die in dieser These getesteten Saponinfraktionen von T. foenum-graecum und Q. saponaria und ein ebenfalls getestetes Sapogenin nicht. Die Geschlechterverhältnisse nach Fütterung von gemischtgeschlechtlichen Tilapienlarven wiesen nur in einem Experiment signifikant mehr Männchen auf, als bei den Fischen, die mit Kontrollfutter gefüttert wurden. In einem größer angelegten Wiederholungsexperiment konnten die vorhergehenden Beobachtungen statisitisch nicht bestätigt werden und müssen zufälligen Effekten oder einer von vornherein beim Besatz der Becken entstandenen Ungleichverteilung der Geschlechter zugeordnet werden. Dies bestätigte sich durch ein Experiment in dem genetisch weibliche Tilapien mit zwei Saponinfraktionen vom Bockshornklee sowie Positiv- und Negativkontrollen gefüttert wurden. Ebenfalls wurde bei einem Langzeitexperiment in Jericho kein Einfluß auf das Geschlecht und die Vermehrung nach kurz- und langfristiger Fütterung von rein weiblichen Tilapien mit Saponinmischungen von Q. saponaria im Vergleich zu Fischen die ohne Zusatz von Saponinen gefüttert wurden, gefunden. Ein Laborexperiment, in welchem Bockshornklee Saponinfraktionen getestet werden sollten, konnte diesbezüglich nicht ausgewertet werden. Bei den Experimenten zur Evaluierung der Effekte von den getesteten Saponinen auf das Wachstum, die Futter- und Nährstoffverwertung, die Genexpression von GH und IGF-1 sowie die grobchemische Zusammensetzung und den Metabolismus gab es keine statistisch signifikanten Ergebnisse. Es gibt aber in allen Experimenten Hinweise darauf, daß eine bestimmte Bockshornklee Saponinfraktion, eluiert mit 60%/40% (v/v) Methanol/Wasser, bessere Ergebnisse liefert als die Kontrollen und die anderen Saponinfraktionen. Die 40%/60% (v/v) Methanol/Wasser Saponinfraktion liefert über alle durchgeführten Exeperimente die numerisch schlechtesten Ergebnisse. Dies läßt darauf schließen, daß diese Fraktion die oftmals in der Literatur beschriebenen ?Anti-Nutrients? enthält. Nur ein signifikantes Wachstumsergebnis konnte mit kontinuierlicher Fütterung von einer Q. saponaria Saponinmischung mit hohem Sapogeningehalt in Jericho erzielt werden. Die in dieser These gefundenen Ergebnisse lassen nicht hoffen, die getesteten Saponinfraktionen als umweltfreundlichen Ersatz für Methyltestosteron zur Erzeugung von rein männlichen Tilapienpopulationen oder zur Unterbindung von unkontrollierter Vermehrung nutzen zu können. Jedoch sollten noch Experimente zur Verabreichungsmethode durchgeführt werden, da sämtliche in dieser These durchgeführten Experimente Fütterungsexperimente waren. Es müßten, um die besprochenen Saponinfraktionen als potentielle Ersatzstoffe für Methyltestosterone ausschließen zu können, noch Tauchbehandlungen und Injektionen getestet werden. Größeres Potential bieten die Bockshornklee Saponinfraktionen bei einem möglichen Einsatz als Wachstumsförderer, wobei die erzielten Ergebnisse auf Experimenten mit kleinen Stichprobenmengen, anlagenbedingt, beruhen. Daher müßte in diesem Forschungsfeld ein ?upscaling? stattfinden, so daß die Saponinfraktionen unter nahezu kommerziellen Bedingungen getestet werden könnten. K1 Fische K1 Bockshornklee K1 Wachstum K1 Vermehrung K1 Metabolismus PP Hohenheim PB Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim UL http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2013/832