火龍果在本科教學實驗上的應用

張志珂 秦永華 胡桂兵

[摘 要] 將火龍果應用于本科實驗教學，發揮其易繁殖，生長周期短，采果期長、果大，種子多，花大等優點，有助于培養學生實驗技能、掌握研究方法與實驗技術提供優良的實驗材料。根據火龍果的特點，并結合其在華南農業大學園藝專業本科實驗課程中的實踐及應用，旨在促進火龍果這一水果與本科實驗教學的緊密結合，提升實驗教學水平和人才培養質量。

[關鍵詞] 火龍果;實驗材料;本科教學;人才培養

為適應社會發展和國家高等教育改革，與此相對應的是對高校學生實際操作能力要求的提高，特別是自然科學類學科，以園藝專業為例，專業標準除了需掌握理論知識以外，也需要掌握園藝專業相關的實驗設計、實驗操作和數據分析能力。實驗教學的宗旨在于希望能培養出與社會接軌，具有創新思維，能進行獨立研究的大學生;實驗材料是開展實驗教學的關鍵支撐條件，是園藝專業本科實驗教學的基本保障，是開發學生的創新意識、培養學生的創新能力，提高學生綜合素質的基礎條件之一。

園藝專業的本科實驗教學包括了“熱帶亞熱帶果樹學”實驗、“園藝植物生物技術”實驗，“果品營養與保健”實驗，“園藝產品儲運學”實驗，“果樹育種學”實驗、“園藝植物繁殖學”實驗、“園藝植物栽培學”實驗等，不同課程實驗安排時間各不相同（春秋學期），找到一種能夠保障不同實驗順利進行，且能夠在一年四季都能供應的材料，幾乎不可能實現。但是隨著火龍果的引進，經過教學實踐，可以解決以上問題，為本科實驗教學的順利進行提供了保障，教學效果明顯。下面僅就火龍果在園藝專業本科生的實驗教學中的應用作詳細介紹。

一、火龍果及其特點

火龍果，又稱紅龍果、仙蜜果等，仙人掌科（Cactaceae）、量天尺屬（Hylocereus）多年生攀緣性的肉質植物，莖深綠色粗壯，三棱狀，每段莖節凹陷處具小刺。花大型，漿果長圓形，因其外表肉質鱗片似蛟龍外鱗而得名。果實外形亮麗，口感清甜，營養豐富、綠色保健，含有一般植物少有的植物性白蛋白、甜菜素及水溶性膳食纖維等，是我國近年來新興的一種保健優質熱帶水果，具有較高的經濟價值，越來越受到市場的歡迎[1]。火龍果產量特別高，一般栽后12～14個月開始開花結果，每年可開花12～15次，4～11月為產果期，謝花后30～40天果實成熟。火龍果的分類還沒有統一標準，一般以果皮果肉的顏色進行分類，根據其果皮果肉顏色，主要有紅皮紅肉，紅皮白肉，黃皮白肉，近幾年新選育的有紅皮雙色肉[2]，紅皮粉肉，紅皮紫肉[3]等（圖1）。

二、火龍果應用于園藝實驗教學實踐

華南農業大學園藝專業本科教學設置實驗包括有“園藝植物繁殖學”“果樹栽培學”“果品營養與保健”“園藝植物育種原理”“園藝植物保護學”“園藝植物栽培生理學”“園藝植物生物技術”等課程。較多的實驗課程設置不僅有利于培養學生的動手能力，提高學生的綜合素質，并且在實驗中也可以培養團結協助精神，有利于以后的工作。

在設置這些本科實驗中，一般果樹基本會受實驗時間和實驗需求的限制，而火龍果以其獨特的優點可以被廣泛地應用于園藝專業本科教學實踐中，可以保障在不同學期實驗課都有實驗材料可以供應，目前已將其應用于在“園藝植物育種原理”“園藝植物生物技術”“園藝植物繁殖學”和“果品營養與保健”等課程實驗課中。

（一）在“園藝植物繁殖學”上的應用

“園藝植物繁殖學”是一門傳授園藝植物（包括果樹、蔬菜和觀賞植物等）繁殖的方法技術、原理和生產應用的課程，是供園藝專業本科生選修的一門專業課。本課程通過系統講述園藝植物有性繁殖、無性繁殖的基本理論，介紹微體繁殖、無病毒繁殖、工廠化育苗和人工種子等新的繁殖方法，并選擇有代表性的果樹、蔬菜及主要觀賞植物，根據其繁殖特點進行敘述[4]。在華南農業大學園藝學院，將“園藝植物繁殖學實驗”作為“園藝植物繁殖學”的一門平行課程，設置16個學時。

在繁殖學課程中有性繁殖這一方面，原選用番茄為制種材料。番茄也是一種擁有較多種子的園藝作物，但它是一種蔬菜作物，而果樹上因一般品種選育都是以種少而小為目標，要同時滿足幾百個學生的種子材料，需要大量的果實才能獲得。火龍果果實為橢圓形漿果，內有數千粒至萬粒芝麻狀黑色小種子[5]。其果大種子多的特點，在教學實踐中是有優勢的。一方面基本上下學期都可以供應新鮮種子，而且只需一個果就可供應一兩個本科班所需的實驗材料，而且火龍果種子易萌發成苗（圖2），更符合課程的要求，實驗內容既涵蓋蔬菜作物也有果樹作物。

在無性繁殖方面，需要學生學習和掌握嫁接，扦插等基本技術。以前基本以柑橘為材料給學生練習，由于技術不夠熟練還有柑橘本身的條件限制，成活率往往較低。火龍果繁殖力及環境適應能力都很強，而且其抗性好，火龍果生命力非常旺盛，容易扦插或者嫁接成活。用火龍果枝蔓進行扦插，具有成活率高（100%）、生根快（20℃以上，10天開始生根），而且嫁接后的愈合快（20℃以上，3天開始愈合），更有利于觀察。現在華南農業大學果園種植的火龍果足夠讓學生進行扦插或嫁接練習。且較高的成活率讓學生更有成就感，有利于培養學生的動手能力，而且嫁接的愈合也更好，更有利于觀察（圖3）。對于以后難以嫁接的果樹植物，也因有了火龍果“練手”打下了較好的基礎。

（二）在“園藝植物生物技術”課程上的應用

“園藝植物生物技術”是園藝學和生物技術的交叉技術學科，是以園藝植物為材料，利用生物技術，創造或改良種質或生產生物制品的一門技術[6]。在園藝植物生物技術中，植物的離體培養是生物技術最為基礎的技術，對于本科生而言，大綱要求其掌握最基本的植物離體培養技術。

在未引入火龍果之前，由于每個課題組老師的研究材料都非常寶貴，也非常有限，只能通過向外面的組培公司買苗供學生使用，這樣的弊端在于對買入苗的背景不了解，不知其前期的滅菌工作和培養環境等。火龍果組培苗（圖4）具有繁殖率高，生長勢好等優點，近幾年，本課題組已建立了不同顏色果肉火龍果的高效快繁體系[7]，完全可以滿足本科生實驗所需。

（三）在“園藝植物育種學”上的應用

園藝植物育種學是研究選育園藝植物新品種的原理和方法的科學，根據人類需要利用自然變異以及利用品種間雜交、遠緣雜交、人工誘變、離體組織培養和DNA分子改造等途徑來創造新的變異，按照一定的目標進行選擇，篩選出新品種。園藝專業本科生在這一門課程的要求是完成蔬菜和果樹的品種間雜交或者遠緣雜交。在沒有引進火龍果之前，果樹上的雜交實驗用柑橘或龍眼為材料，相對來說花比較小，進行授粉雜交育種比較困難，而且花期也是一定的（4～5月份）。

火龍果的花具有巨大下位子房，花長達30厘米，且雄蕊多而細長，多達700～960條（圖5）。這個特點在園藝植物育種原理實驗課上得到了充分的利用，火龍果的花朵巨大，花器官明顯，非常容易進行雜交，另外它一年可以多次開花多次結果的習性也是開展本科課程實驗的一個優點，使得課程的設置不受果樹的開花時間影響。

（四）在“果品營養與保健”上的應用

“果品營養與保健”課主要是利用果品的營養保護健康的一門課程，是在果品品質學、營養學、醫學和藥膳學常識基礎上相互形成的綜合類課程。本課程主要在于通過了解不同果品的營養成分，進而通過品評，加工或者營養成分分析其對人體健康的相關作用。以前，一般是利用枇杷和梨來進行課程實驗，包括燉梨湯，做果醬，但是這兩種果實都是具有季節性的，特別是枇杷供應期短且價格較高，因此實驗成本也比較高。

火龍果含大量的營養性物質，屬于高維生素、低糖類、低脂肪的食品。其果肉和果皮富含多酚，是抗氧化劑的良好來源。據測定每100g鮮果含水分82.5～83.0g，脂肪0.21～0.61g，蛋白質0.15～0.22g，果糖2.83g，葡萄糖7.83g，纖維素0.7～0.9mg，胡蘿卜素0.005～0.012mg，VB1 0.028～0.43mg，Vc 8.0～9.0mg，含熱量僅為237.13J。還含有豐富的微量元素，每100g果中含鈣6.3～8.8mg，磷20.2～26.1mg，鐵0.55～0.65mg（羅小艷等，2007）。經研究發現火龍果所含色素同為甜菜苷類色素，而花色昔具有抗氧化、降血脂抗腫瘤等作用[8]。近幾年引進了火龍果以后，可以利用火龍果做菜，包括用火龍果花炒肉片，用火龍果汁混到面里做火龍果包子饅頭，鮮榨火龍果汁，做火龍果果醬，等等（圖6）。

本科生的實驗教學在培養學生動手能力和分析解決問題等方面有著其他教學手段不可替代的作用，是理論教學與實踐教學的橋梁;對于提高學生的綜合素質、培養學生的創新能力具有特殊作用，是提升高校人才培養核心競爭力的有效途徑。實驗（實踐）教學是應用型本科教學環節中十分重要的組成部分，對于培養學生的實踐能力、應用能力和創新精神，有其不可替代的關鍵作用。對于自然科學類特別是園藝類專業，本科教學實驗的材料尤為重要，在目前設置的多項課程中火龍果起了很好的作用，但其優點并沒有完全得以利用，筆者認為除了上述課程外，其實在園藝專業的其他實驗設置中也是非常適宜的，比如果樹栽培學，栽培生理等課程，火龍果以其獨特的優點，相信在以后的園藝專業本科實驗課程中將扮演越來越重要的作用。

參考文獻

[1]余慧琳，王愛武.火龍果保健價值及離體快繁關鍵技術[J].廣東農業科學，2009（8）：102-104.

[2]秦永華，葉耀雄，胡桂兵，等.火龍果新品種“雙色1號”[J].園藝學報，2018，45（S2）：2737-2738.

[3]李加強，葉耀雄，葉永昌，等.粉肉火龍果優良單株評價篩選初報（英文）[J].Agricultural Science & Technology，農業科學與技術（英文版），2017，18（6）：1007-1009.

[4]萬蜀淵.園藝植物繁殖學[M].北京：中國農業出版社，1996.

[5]潘艷麗，芮漢明，林朝朋.火龍果種仁的營養成分分析[J].營養學報，2004，26（6）：497-498.

[6]林順權.園藝植物生物技術[M].北京：中國農業出版社，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.