中国农业科学｜吉林省农科院联合中国农科院作科所综述中国粒用杂交高粱的绿色革命
随着全球人口的不断增长和耕地资源的日益紧张，提高作物产量和生产效率成为作物领域研究的重要课题，其中，通过株高矮化增加抗倒伏并适应机械化是主要育种目标之一。高粱（Sorghum bicolor (L.) Moench）是全球重要的旱粮作物之一，通过矮化育种，高粱品种逐渐由高秆向中矮秆、矮秆转变，这一转变极大地提高了高粱的稳产性和收获效率。自20世纪70年代以来，我国高粱矮化育种取得了突破性进展，培育出了一系列高产且更适应机械化生产的优良杂交种。因此，高粱的矮化育种是现代农业生产方式适应机械化、提高抗倒伏能力和稳产性的关键，是高粱育种历史上的绿色革命。
近期，吉林省农业科学院（中国农业科技东北创新中心）联合中国农业科学院作物科学研究所完成的题为“中国粒用杂交高粱的绿色革命”的综述在《中国农业科学》2025年第58卷8期正式发表。
该文旨在回顾国内外高粱矮化育种的历史进程，分析矮化种质的创制、矮秆基因/QTL的定位与克隆，以及矮化基因在高粱育种中的应用现状，阐明矮化育种在提高高粱产量和适应机械化方面的重要作用。同时，针对当前高粱矮化育种中存在的问题，分析前瞻性的解决策略，期望为未来高粱矮化育种提供科学指导，以期培育出更多突破性矮秆高粱杂交种，促进高粱产业可持续发展。
该文总结了中国粒用高粱矮化育种发起的原因、历程与现状，展示出我国近60年高粱品种株高不断降低与产量不断提升的变化趋势，从1949年至今大致经历了3个阶段：
第一个阶段：始于1950年前后
通过农家品种收集、评选，筛选出一大批优良的地方品种，就地推广，在生产上发挥了增产作用。
第二个阶段：20世纪50—60年代的新品种选育
通过选择育种、杂交育种等方法选育新的常规品种代替农家品种，高粱单产进一步提高，直至60年代中后期，高粱生产上推广的仍以选育的常规品种为主。
第三个阶段：高粱杂种优势利用
我国自1958年第一代粒用杂交高粱问世至今，为适应机械化收获、降低人工成本，培育的粒用杂交高粱株高经历了高秆、中秆、中矮秆及矮秆的变化过程，在近20年完成了中国粒用杂交高粱的绿色革命。
1958—2020年我国主推粒用高粱杂交种的株高和产量变化
汇总我国粒用高粱绿色革命过程中所创制的重要种质，通过亲缘关系分析得知我国恢复系矮源来自中国地方品种三尺三，不育系因利用国外种质Tx3197A、Tx3197B较多，其矮源可追溯至Tx3197B。
我国春播早熟区高粱恢复系系谱图
我国春播早熟区高粱不育系系谱图
综述在高粱绿色革命中发挥重要作用的高粱矮化基因dw1、dw2和dw3的克隆、变异位点、矮化机理，以及前人在发掘新的株高QTL方面作出的贡献。dw1通过调控油菜素内酯系统（BR）缩短节间的长度从而降低株高，dw2和dw3分别编码KIPK蛋白激酶和生长素外排转运蛋白（ABCB1），调节生长素（IAA）的运输，从而缩短节间的长度进而降低株高。dw1、dw2和dw3矮化基因在降低株高的同时对成熟期、穗长、穗粒重、叶面积等其他性状产生多效影响。利用分子标记和测序技术分析dw1、dw2和dw3矮化基因在骨干不育系、恢复系中的分布和应用情况，发现我国高粱恢复系中应用较多的矮化基因只有dw3，dw1、dw2与dw3所形成的dw1dw3、dw2dw3组合在不育系中应用较多。
高粱矮化基因dw1、dw2、dw3及其突变位点基因结构示意图
综上，探讨了我国高粱绿色革命存在的问题及解决途径，期望为进一步提升中国粒用杂交高粱绿色革命进程，培育产量和抗逆性有重大突破的新种质、新品种提供指导。
吉林省农业科学院陈冰嬬研究员为该文的第一作者，吉林省农业科学院王鼐和中国农业科学院作物科学研究所刁现民研究员为该文通信作者。
该研究获得吉林省科技发展计划（20210202116NC）、农业农村部国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-06）的资助。
全文链接：
引用文献：
陈冰嬬, 唐玉劼, 张丽霞, 周宇飞, 于淼, 石贵山, 王新鼎, 李扬, 高士杰, 陆晓春, 王鼐, 刁现民. 中国粒用杂交高粱的绿色革命[J]. 中国农业科学, 2025, 58(8): 1494-1507.
CHEN BingRu, TANG YuJie, ZHANG LiXia, ZHOU YuFei, YU Miao, SHI GuiShan, WANG XinDing, LI Yang, GAO ShiJie, LU XiaoChun, WANG Nai, DIAO XianMin. The Green Revolution of Chinese Grain Hybrid Sorghum[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(8): 1494-1507.
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