Germination characteristics of tiger nut （Cyperus esculentus L.）

doi:10.19802/j.issn.1007-9084.2022022

Abstract

Abstract:

To better understand how to improve the germination of tiger nut tubers during planting, disinfection method and optimal germination conditions of tiger nut tubers were optimaized by screening soaking conditions, disinfection methods and combinations of different concentrations of plant growth regulators using 3 tiger nut varieties A2, Z1 （Zhongyousha 1） and ND （Neimenggu Dali）. Results showed that the best disinfection effect was achieved at 75% alcohol for 3 min and chlorine for 16 h, and their germination rates all reached the highest at 35°C for 3 days, as 58.33%, 51.67% and 43.33% respectively. The highest germination rate was obtained under MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA for both A2 （70.00%） and Z1 （63.33%）. While for ND, 55.00% was the highest germination rate under MS+0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA. Although 6-BA had significant effect on tuber germination, but increased concentration might inhibit the germination.

Key words: tiger nut （Cyperus esculentus L.）, germination, sterilization, plant growth regulator

CLC Number:

S565.9

Yan YE, Jun ZHANG, Jian ZHANG, Song-nan YANG, Dan YAO, Hai-lin QIAN, Yun-fei GAO, Liang-yu CHEN, Xue-ying LI. Germination characteristics of tiger nut （Cyperus esculentus L.）[J]. CHINESE JOURNAL OF OIL CROP SCIENCES, 2023, 45(1): 191-197.

Figures/Tables 8

Table 1

Table 2

Table 3

Table 4

Table 5

Table 6

Table 7

Table 8

References 34

1	阳振乐. 油莎豆的特性及其研究进展［J］. 北方园艺， 2017（17）： 192-201. DOI：10.11937/bfyy.20170541 . doi: 10.11937/bfyy.20170541
2	瞿萍梅，程治英，龙春林，等. 油莎豆资源的综合开发利用［J］. 中国油脂， 2007， 32（9）： 61-63. DOI：10.3321/j.issn： 1003-7969.2007.09.017 . doi: 10.3321/j.issn： 1003-7969.2007.09.017
3	瞿萍梅，程治英，龙春林，等. 生物柴油植物“油莎豆”的发展前景［J］. 可再生能源， 2008， 26（1）： 106-109. DOI：10.3969/j.issn.1671-5292.2008.01.028 . doi: 10.3969/j.issn.1671-5292.2008.01.028
4	于红，敬思群. 油莎豆化学成分及应用研究进展［J］. 食品工业， 2015， 36（6）： 242-245.
5	张小燕. 油莎豆的主要高产栽培技术［J］. 农业科技通讯， 2009（6）： 165-166. DOI：10.3969/j.issn.1000-6400.2009.06.079 . doi: 10.3969/j.issn.1000-6400.2009.06.079
6	杨帆，朱文学. 油莎豆研究现状及展望［J］. 粮食与油脂， 2020， 33（7）： 4-6.
7	王瑞元，王晓松，相海. 一种多用途的新兴油料作物：油莎豆［J］. 中国油脂， 2019， 44（1）： 1-4. DOI：10.3969/j.issn.1003-7969.2019.01.001 . doi: 10.3969/j.issn.1003-7969.2019.01.001
8	Aljuhaimi F， Ghafoor K， Özcan M M， et al. The effect of solvent type and roasting processes on physico-chemical properties of tigernut （Cyperus esculentus L.） tuber oil［J］. J Oleo Sci， 2018， 67（7）： 823-828. DOI：10.5650/jos.ess17281 . doi: 10.5650/jos.ess17281
9	张学昆. 我国油莎豆产业研发进展报告［J］. 中国农村科技， 2019（4）： 67-69. DOI：10.3969/j.issn.1005-9768.2019.04.022 . doi: 10.3969/j.issn.1005-9768.2019.04.022
10	韩丽娟，李峰. 油莎豆的特性及其栽培［J］. 特种经济动植物， 2003， 6（7）： 31. DOI：10.3969/j.issn.1001-4713.2003.07.030 . doi: 10.3969/j.issn.1001-4713.2003.07.030
11	Uddin M K， Juraimi A S， Hossain M S， et al. Purslane weed （Portulaca oleracea）： a prospective plant source of nutrition， Omega-3 fatty acid， and antioxidant attributes［J］. Sci World J， 2014， 2014： 951019. DOI：10.1155/2014/951019 . doi: 10.1155/2014/951019
12	El-Shenawy M， Fouad M T， Hassan L K， et al. A probiotic beverage made from tiger-nut extract and milk permeate［J］. Pak J Biol Sci， 2019， 22（4）： 180-187. DOI：10.3923/pjbs.2019.180.187 . doi: 10.3923/pjbs.2019.180.187
13	Glew R H， Glew R S， Chuang L T， et al. Amino acid， mineral and fatty acid content of pumpkin seeds （Cucurbita spp） and Cyperus esculentus nuts in the Republic of Niger［J］. Plant Foods Hum Nutr， 2006， 61（2）： 51-56. DOI：10.1007/s11130-006-0010-z . doi: 10.1007/s11130-006-0010-z
14	李佳婷，高静阳，孙春雨，等. 油莎豆快速繁殖体系的研究［J］. 热带亚热带植物学报， 2019， 27（4）： 446-451. DOI：10.11926/jtsb.4024 . doi: 10.11926/jtsb.4024
15	黄思. 油莎豆茎尖培养体系的构建及高效栽培技术研究［D］. 武汉：华中农业大学， 2015.
16	瞿萍梅，龙春林，程治英，等. 油莎豆的组织培养和快速繁殖［J］. 植物生理学通讯， 2007， 43（2）： 331.
17	李佳婷. 油莎豆的组织培养及多倍体诱导［D］. 广州：仲恺农业工程学院， 2019.
18	李海燕，武小霞，韩英鹏，等. 影响大豆子叶节再生的因素研究［J］. 东北农业大学学报， 2008， 39（3）： 5-8. DOI：10.19720/j.cnki.issn.1005-9369.2008.03.002 . doi: 10.19720/j.cnki.issn.1005-9369.2008.03.002
19	谭玲玲，胡正海. 不同处理对桔梗种子萌发特性的影响［J］. 种子， 2014， 33（7）： 15-18， 23. DOI：10.16590/j.cnki.1001-4705.2014.07.048 . doi: 10.16590/j.cnki.1001-4705.2014.07.048
20	吴淑蓉，卓钦，陈发兴. 不同处理方法对西番莲种子萌发的影响［J］. 亚热带农业研究， 2020， 16（3）： 180-184. DOI：10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2020.03.007 . doi: 10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2020.03.007
21	苏晓敏，李绍才，孙海龙，等. 不同热水处理方式对14种硬实种子萌发的影响［J］. 种子， 2019， 38（1）： 76-79， 85. DOI：10.16590/j.cnki.1001-4705.2019.01.076 . doi: 10.16590/j.cnki.1001-4705.2019.01.076
22	郭文凯，孙庆文，张磊超，等. 轮钟花种子萌发特性研究［J］. 种子， 2020， 39（10）： 36-41. DOI：10.16590/j.cnki.1001-4705.2020.10.036 . doi: 10.16590/j.cnki.1001-4705.2020.10.036
23	张奕，陈晓峰，郭玉磊，等. 不同处理对黄花菜种子萌发的影响［J］. 陕西农业科学， 2021， 67（11）： 40-44. DOI：10.3969/j.issn.0488-5368.2021.11.010 . doi: 10.3969/j.issn.0488-5368.2021.11.010
24	李翠翠，丘国松，龙丹丹，等. 不同浸泡时间和温度条件对文定果种子萌发的影响［J］. 现代园艺， 2019（15）： 27-28. DOI：10.14051/j.cnki.xdyy.2019.15.012 . doi: 10.14051/j.cnki.xdyy.2019.15.012
25	黄长林，陶秀花，黄冬华，等. 不同处理对富贵籽种子萌发的影响研究［J］. 江西农业学报， 2011， 23（10）： 70-72. DOI：10.19386/j.cnki.jxnyxb.2011.10.024 . doi: 10.19386/j.cnki.jxnyxb.2011.10.024
26	黄春荣，梁文章，孙祖东. 非粮生物质能源植物“油莎豆”的产业化前景及对策［J］. 大众科技， 2011， 13（5）： 147-149. DOI：10.3969/j.issn.1008-1151.2011.05.071 . doi: 10.3969/j.issn.1008-1151.2011.05.071
27	郝明国，张君，韩笑，等. 越冬贮藏油莎豆块茎萌发特性初步研究［J/OL］. 吉林农业大学学报： 1-10. ［2022-04-14］.
28	沈雁，杨伟波，刘蕊，等. 植物生长调节剂及不同温度处理对油莎豆块茎萌发的影响［J］. 西南农业学报， 2010， 23（5）： 1464-1467. DOI：10.16213/j.cnki.scjas.2010.05.033 . doi: 10.16213/j.cnki.scjas.2010.05.033
29	Najhah M Y， Jaafar H， Nakasha J， et al. Shoot multiplication and callus induction of Labisia pumila var. alata as influenced by different plant growth regulators treatments and its polyphenolic activities compared with the wild plant［J］. Molecules， 2021， 26（11）： 3229
30	李秋，王福超，李方安. 植物生长调节剂对罗勒种子发芽及幼苗生长的影响［J］. 中国农学通报， 2011， 27（8）： 74-78.
31	傅华龙，何天久，吴巧玉. 植物生长调节剂的研究与应用［J］. 生物加工过程， 2008， 6（4）： 7-12. DOI：10.3969/j.issn.1672-3678.2008.04.002 . doi: 10.3969/j.issn.1672-3678.2008.04.002
32	Amiri S， Panahi B， Mohammadi R， et al. Effect of plant growth regulator combination on direct in vitro regeneration of Persian lilac （Melia azedarach L.）［J］. Proc Natl Acad Sci India Sect B Biol Sci， 2020， 90（2）： 261-265. DOI：10.1007/s40011-019-01099-5 . doi: 10.1007/s40011-019-01099-5
33	吴琼. 油莎豆再生体系的建立及多倍体诱导［D］. 兰州：兰州大学， 2009.
34	郭丽，索素敏，徐明辉. 组织培养中不同消毒处理对野生薄皮木种子萌发的影响［J］. 分子植物育种， 2022， 20（4）： 1325-1330. DOI：10.13271/j.mpb.020.001325 . doi: 10.13271/j.mpb.020.001325

组合 Combination	75%酒精 75% alcohol /min	氯气 Chlorine /h
A1	0	0
A2	1	0
A3	3	0
A4	0	8
A5	1	8
A6	3	8
A7	0	16
A8	1	16
A9	3	16
A10	0	24
A11	1	24
A12	3	24

组合 Combination	6-BA /（mg/L）	NAA /（mg/L）
CK	0	0
B1	0.5	0
B2	0.5	0.2
B3	0.5	0.5
B4	1.0	0
B5	1.0	0.2
B6	1.0	0.5
B7	2.0	0
B8	2.0	0.2
B9	2.0	0.5

消毒处理 Disinfection treatment	A2			中油莎1号 Z1			内蒙古大粒 Neimenggu Dali （ND）
消毒处理 Disinfection treatment	萌发率 Germination rate	污染率 Pollution rate	死亡率 Mortality	萌发率 Germination rate	污染率 Pollution rate	死亡率 Mortality	萌发率 Germination rate	污染率 Pollution rate	死亡率 Mortality
A1	3.33±0.98g	96.67±1.57a	0±1.37g	0±1.57f	100±1.57a	0±0.39f	0±0g	100±1.18a	0±3.14c
A2	6.67±5.7g	93.34±6.29ab	0±1.37g	1.67±0.78f	98.34±0.78a	0±0.39f	0±0g	100±1.18a	0±3.14c
A3	10±0.98g	88.34±3.93b	1.67±0.98g	3.34±6.29f	96.67±1.57a	0±0.39f	3.33±0g	96.67±1.18a	0±3.14c
A4	25±1.38f	55±0.79c	20±1.37f	18.34±3.93e	61.67±0.78b	20±4.32e	15±2.36f	55±3.54b	30±3.14b
A5	35±1.38de	38.34±0.78e	26.67±1.37def	31.67±0.78cd	41.67±0.78d	26.67±0.39d	28.34±2.36cde	38.34±1.18d	33.34±1.57b
A6	48.34±1.37b	23.34±3.14f	28.34±3.73de	43.34±3.15b	25±0.79f	31.67±1.96	38.34±2.36b	20±3.53e	41.67±8.64b
A7	28.34±1.37ef	48.34±0.78d	23.34±3.34ef	25±3.93de	48.34±0.78c	26.67±4.32d	21.67±2.36e	46.67±5.89bc	31.67±14.93b
A8	36.67±5.7cd	31.67±0.78e	31.67±0.98d	35±0.79c	35±0.79e	30±0.39cd	31.67±2.36bcd	31.67±1.18d	36.67±1.57b
A9	61.67±3.34a	5±0.79g	33.33±1.37cd	55±5.5a	13.33±1.57g	31.67±2.75cd	48.33±7.07a	10±1.18f	41.67±3.93b
A10	23.34±3.73f	36.67±3.14e	40±3.33bc	18.34±0.78e	46.67±1.57c	35±1.97c	11.67±2.36f	50±3.53c	38.34±0.79b
A11	30±3.73def	25±0.79f	45±5.7ab	26.67±3.15de	31.67±0.78e	41.67±2.75b	26.67±4.72de	33.34±3.54d	40±6.29b
A12	43.34±3.73bc	5±0.79g	51.67±3.73a	38.34±0.78bc	11.67±0.78g	50±5.1a	35±2.36bc	8.34±1.18f	56.67±6.28a

	变异来源 Source of variation	平方和 Sum of squares	自由度 Degree of freedom	均方 Mean square	F	p
萌发率 Germination rate	A	0.07	2	0.04	31.49	0.00
	B	1.26	3	0.42	373.83	0.00
	C	0.48	2	0.24	211.85	0.00
	A×B	0.00	6.00	0.00	0.48	0.82
	A×C	0.00	4.00	0.00	0.79	0.54
	B×C	0.12	6.00	0.02	17.16	0.00
污染率 Pollution rate	A	0.03	2	0.02	23.57	0.00
	B	5.71	3	1.9	2571.42	0.00
	C	0.98	2	0.49	660.93	0.00
	A×B	0.02	6.00	0.00	4.03	0.00
	A×C	0.00	4.00	0.00	0.36	0.83
	B×C	0.23	6.00	0.04	51.47	0.00
死亡率 Mortality	A	0.03	2.00	0.02	7.38	0.00
	B	1.87	3.00	0.62	295.44	0.00
	C	0.09	2.00	0.04	21.10	0.00
	A×B	0.03	6.00	0.00	2.34	0.05
	A×C	0.00	4.00	0.00	0.57	0.69
	B×C	0.04	6.00	0.01	2.93	0.02

处理 Handle	A2	中油莎1号 Z1	内蒙古大粒 ND
D1T15	25.00h	25.00g	16.67i
D3T15	31.67fgh	30.00efg	21.67ghi
D5T15	28.33gh	26.67fg	20.00hi
D1T25	41.67cdef	36.67cde	31.67cdef
D3T25	51.67abc	43.33bc	36.67abc
D5T25	48.33abcd	41.67bcd	33.33cde
D1T35	45.00bcde	43.33bc	35.00bcd
D3T35	58.33a	51.67a	43.33a
D5T35	53.33ab	48.33ab	41.67ab
D1T45	33.33fgh	30.00efg	25.00fgh
D3T45	40.00def	35.00de	28.33defg
D5T45	36.67efg	33.33ef	26.67efgh