火龙果在本科教学实验上的应用

张志珂 秦永华 胡桂兵

[摘 要] 将火龙果应用于本科实验教学，发挥其易繁殖，生长周期短，采果期长、果大，种子多，花大等优点，有助于培养学生实验技能、掌握研究方法与实验技术提供优良的实验材料。根据火龙果的特点，并结合其在华南农业大学园艺专业本科实验课程中的实践及应用，旨在促进火龙果这一水果与本科实验教学的紧密结合，提升实验教学水平和人才培养质量。

[关键词] 火龙果;实验材料;本科教学;人才培养

为适应社会发展和国家高等教育改革，与此相对应的是对高校学生实际操作能力要求的提高，特别是自然科学类学科，以园艺专业为例，专业标准除了需掌握理论知识以外，也需要掌握园艺专业相关的实验设计、实验操作和数据分析能力。实验教学的宗旨在于希望能培养出与社会接轨，具有创新思维，能进行独立研究的大学生;实验材料是开展实验教学的关键支撑条件，是园艺专业本科实验教学的基本保障，是开发学生的创新意识、培养学生的创新能力，提高学生综合素质的基础条件之一。

园艺专业的本科实验教学包括了“热带亚热带果树学”实验、“园艺植物生物技术”实验，“果品营养与保健”实验，“园艺产品储运学”实验，“果树育种学”实验、“园艺植物繁殖学”实验、“园艺植物栽培学”实验等，不同课程实驗安排时间各不相同（春秋学期），找到一种能够保障不同实验顺利进行，且能够在一年四季都能供应的材料，几乎不可能实现。但是随着火龙果的引进，经过教学实践，可以解决以上问题，为本科实验教学的顺利进行提供了保障，教学效果明显。下面仅就火龙果在园艺专业本科生的实验教学中的应用作详细介绍。

一、火龙果及其特点

火龙果，又称红龙果、仙蜜果等，仙人掌科（Cactaceae）、量天尺属（Hylocereus）多年生攀缘性的肉质植物，茎深绿色粗壮，三棱状，每段茎节凹陷处具小刺。花大型，浆果长圆形，因其外表肉质鳞片似蛟龙外鳞而得名。果实外形亮丽，口感清甜，营养丰富、绿色保健，含有一般植物少有的植物性白蛋白、甜菜素及水溶性膳食纤维等，是我国近年来新兴的一种保健优质热带水果，具有较高的经济价值，越来越受到市场的欢迎[1]。火龙果产量特别高，一般栽后12～14个月开始开花结果，每年可开花12～15次，4～11月为产果期，谢花后30～40天果实成熟。火龙果的分类还没有统一标准，一般以果皮果肉的颜色进行分类，根据其果皮果肉颜色，主要有红皮红肉，红皮白肉，黄皮白肉，近几年新选育的有红皮双色肉[2]，红皮粉肉，红皮紫肉[3]等（图1）。

二、火龙果应用于园艺实验教学实践

华南农业大学园艺专业本科教学设置实验包括有“园艺植物繁殖学”“果树栽培学”“果品营养与保健”“园艺植物育种原理”“园艺植物保护学”“园艺植物栽培生理学”“园艺植物生物技术”等课程。较多的实验课程设置不仅有利于培养学生的动手能力，提高学生的综合素质，并且在实验中也可以培养团结协助精神，有利于以后的工作。

在设置这些本科实验中，一般果树基本会受实验时间和实验需求的限制，而火龙果以其独特的优点可以被广泛地应用于园艺专业本科教学实践中，可以保障在不同学期实验课都有实验材料可以供应，目前已将其应用于在“园艺植物育种原理”“园艺植物生物技术”“园艺植物繁殖学”和“果品营养与保健”等课程实验课中。

（一）在“园艺植物繁殖学”上的应用

“园艺植物繁殖学”是一门传授园艺植物（包括果树、蔬菜和观赏植物等）繁殖的方法技术、原理和生产应用的课程，是供园艺专业本科生选修的一门专业课。本课程通过系统讲述园艺植物有性繁殖、无性繁殖的基本理论，介绍微体繁殖、无病毒繁殖、工厂化育苗和人工种子等新的繁殖方法，并选择有代表性的果树、蔬菜及主要观赏植物，根据其繁殖特点进行叙述[4]。在华南农业大学园艺学院，将“园艺植物繁殖学实验”作为“园艺植物繁殖学”的一门平行课程，设置16个学时。

在繁殖学课程中有性繁殖这一方面，原选用番茄为制种材料。番茄也是一种拥有较多种子的园艺作物，但它是一种蔬菜作物，而果树上因一般品种选育都是以种少而小为目标，要同时满足几百个学生的种子材料，需要大量的果实才能获得。火龙果果实为椭圆形浆果，内有数千粒至万粒芝麻状黑色小种子[5]。其果大种子多的特点，在教学实践中是有优势的。一方面基本上下学期都可以供应新鲜种子，而且只需一个果就可供应一两个本科班所需的实验材料，而且火龙果种子易萌发成苗（图2），更符合课程的要求，实验内容既涵盖蔬菜作物也有果树作物。

在无性繁殖方面，需要学生学习和掌握嫁接，扦插等基本技术。以前基本以柑橘为材料给学生练习，由于技术不够熟练还有柑橘本身的条件限制，成活率往往较低。火龙果繁殖力及环境适应能力都很强，而且其抗性好，火龙果生命力非常旺盛，容易扦插或者嫁接成活。用火龙果枝蔓进行扦插，具有成活率高（100%）、生根快（20℃以上，10天开始生根），而且嫁接后的愈合快（20℃以上，3天开始愈合），更有利于观察。现在华南农业大学果园种植的火龙果足够让学生进行扦插或嫁接练习。且较高的成活率让学生更有成就感，有利于培养学生的动手能力，而且嫁接的愈合也更好，更有利于观察（图3）。对于以后难以嫁接的果树植物，也因有了火龙果“练手”打下了较好的基础。

（二）在“园艺植物生物技术”课程上的应用

“园艺植物生物技术”是园艺学和生物技术的交叉技术学科，是以园艺植物为材料，利用生物技术，创造或改良种质或生产生物制品的一门技术[6]。在园艺植物生物技术中，植物的离体培养是生物技术最为基础的技术，对于本科生而言，大纲要求其掌握最基本的植物离体培养技术。

在未引入火龙果之前，由于每个课题组老师的研究材料都非常宝贵，也非常有限，只能通过向外面的组培公司买苗供学生使用，这样的弊端在于对买入苗的背景不了解，不知其前期的灭菌工作和培养环境等。火龙果组培苗（图4）具有繁殖率高，生长势好等优点，近几年，本课题组已建立了不同颜色果肉火龙果的高效快繁体系[7]，完全可以满足本科生实验所需。

（三）在“园艺植物育种学”上的应用

园艺植物育种学是研究选育园艺植物新品种的原理和方法的科学，根据人类需要利用自然变异以及利用品种间杂交、远缘杂交、人工诱变、离体组织培养和DNA分子改造等途徑来创造新的变异，按照一定的目标进行选择，筛选出新品种。园艺专业本科生在这一门课程的要求是完成蔬菜和果树的品种间杂交或者远缘杂交。在没有引进火龙果之前，果树上的杂交实验用柑橘或龙眼为材料，相对来说花比较小，进行授粉杂交育种比较困难，而且花期也是一定的（4～5月份）。

火龙果的花具有巨大下位子房，花长达30厘米，且雄蕊多而细长，多达700～960条（图5）。这个特点在园艺植物育种原理实验课上得到了充分的利用，火龙果的花朵巨大，花器官明显，非常容易进行杂交，另外它一年可以多次开花多次结果的习性也是开展本科课程实验的一个优点，使得课程的设置不受果树的开花时间影响。

（四）在“果品营养与保健”上的应用

“果品营养与保健”课主要是利用果品的营养保护健康的一门课程，是在果品品质学、营养学、医学和药膳学常识基础上相互形成的综合类课程。本课程主要在于通过了解不同果品的营养成分，进而通过品评，加工或者营养成分分析其对人体健康的相关作用。以前，一般是利用枇杷和梨来进行课程实验，包括炖梨汤，做果酱，但是这两种果实都是具有季节性的，特别是枇杷供应期短且价格较高，因此实验成本也比较高。

火龙果含大量的营养性物质，属于高维生素、低糖类、低脂肪的食品。其果肉和果皮富含多酚，是抗氧化剂的良好来源。据测定每100g鲜果含水分82.5～83.0g，脂肪0.21～0.61g，蛋白质0.15～0.22g，果糖2.83g，葡萄糖7.83g，纤维素0.7～0.9mg，胡萝卜素0.005～0.012mg，VB1 0.028～0.43mg，Vc 8.0～9.0mg，含热量仅为237.13J。还含有丰富的微量元素，每100g果中含钙6.3～8.8mg，磷20.2～26.1mg，铁0.55～0.65mg（罗小艳等，2007）。经研究发现火龙果所含色素同为甜菜苷类色素，而花色昔具有抗氧化、降血脂抗肿瘤等作用[8]。近几年引进了火龙果以后，可以利用火龙果做菜，包括用火龙果花炒肉片，用火龙果汁混到面里做火龙果包子馒头，鲜榨火龙果汁，做火龙果果酱，等等（图6）。

本科生的实验教学在培养学生动手能力和分析解决问题等方面有着其他教学手段不可替代的作用，是理论教学与实践教学的桥梁;对于提高学生的综合素质、培养学生的创新能力具有特殊作用，是提升高校人才培养核心竞争力的有效途径。实验（实践）教学是应用型本科教学环节中十分重要的组成部分，对于培养学生的实践能力、应用能力和创新精神，有其不可替代的关键作用。对于自然科学类特别是园艺类专业，本科教学实验的材料尤为重要，在目前设置的多项课程中火龙果起了很好的作用，但其优点并没有完全得以利用，笔者认为除了上述课程外，其实在园艺专业的其他实验设置中也是非常适宜的，比如果树栽培学，栽培生理等课程，火龙果以其独特的优点，相信在以后的园艺专业本科实验课程中将扮演越来越重要的作用。

参考文献

[1]余慧琳，王爱武.火龙果保健价值及离体快繁关键技术[J].广东农业科学，2009（8）：102-104.

[2]秦永华，叶耀雄，胡桂兵，等.火龙果新品种“双色1号”[J].园艺学报，2018，45（S2）：2737-2738.

[3]李加强，叶耀雄，叶永昌，等.粉肉火龙果优良单株评价筛选初报（英文）[J].Agricultural Science & Technology，农业科学与技术（英文版），2017，18（6）：1007-1009.

[4]万蜀渊.园艺植物繁殖学[M].北京：中国农业出版社，1996.

[5]潘艳丽，芮汉明，林朝朋.火龙果种仁的营养成分分析[J].营养学报，2004，26（6）：497-498.

[6]林顺权.园艺植物生物技术[M].北京：中国农业出版社，2007.

[7]Hua QZ， Chen PK， Liu WQ， Ma YW， Liang RW， Wang L， Wang ZH， Hu GB， Qin YH. A Protocol for Rapid in Vitro Propagation of Genetically Diverse Pitaya. Plant Cell Tiss. Org. Cult，2015（120）： 741-745.

[8]Van D ， Johannes M， DeHeij， et al. Processing for Preparing Flavorings and Perfumes Based on One or More Carotenoids as Starting Material[P].US， 5084292.1992：01-28.