高粱（Sorghum bicolor Moench）属于单子叶植物禾本科（Poaceae）黍亚科（Panicoideae）蜀黍族（Andropogoneae）高粱亚族（Sorghinea）高粱属（Sorghum）,是C4光合作物,具有较强的抗旱、耐涝、耐盐碱、耐贫瘠、耐高温等抗逆特性。高粱主要种植在全球的干旱半干旱地区,面积仅次于小麦、水稻、玉米和大麦,是世界上的第五大作物,也是种植史上最古老的禾谷类作物之一。如何在现有耕地面积的基础上,合理开发利用高粱种质资源,选育高产、优质、抗病杂交种,是高粱育种的重要目标。国际上已建立了高粱种质核心收集组,挖掘到控制重要性状的关键基因。本研究以104个我国地方品种、国外引进种质和育种改良品系组成的高粱自然群体为材料,分别种植在山西省不同的2个种植区:春播区（晋中太谷区）和夏播区（临汾尧都区）,测定了不同高粱品种的农艺性状值、SPAD值和光合参数,分析了品种和试验点对农艺性状、SPAD值与光合参数等生理性状表达的影响,研究了农艺性状值与生理性状的相关性,探讨育种中应用生理指标提高选择效率。对两个试验点的农艺性状进行了聚类分析,研究了104份高粱种质资源的遗传多样性分析,为建立高粱性状遗传的关联分析群体奠定基础。主要研究结果如下:（1）供试的高粱种质拥有丰富的遗传多样性,在太谷试验点遗传多样性指数分布在1.27-2.02之间,最高的是旗叶长,最低的是旗叶宽;变异系数分布在14.51-29.81%之间,最高的是叶面积,最低的是株高;在尧都试验点,遗传多样性指数分布在1.86-2.16之间,最高的是叶面积,最低的是株高;变异系数分布在11.13-26.25%之间,最高的是旗叶宽,最低的是株高。由此可见两地表现并不相同,应通过多点对高粱的多样性进行评价。（2）试验点和品种对高粱的农艺性状和生理性状都有影响,对高粱株高、穗长这两个性状来说,试验点环境比品种的影响大;品种基因型决定高粱的旗叶长、旗叶宽、SPAD值、产量。（3）利用SPSS对104份高粱材料的各性状值进行聚类分析,研究表明,在遗传距离为10时,在太谷试验点,可将供试材料分为四个类群;在尧都试验点可将供试材料分为七个类群。（4）采用相关性分析法对高粱的农艺性状、产量、SPAD值及光合参数进行了相关性分析,试验结果表明旗叶长和株高呈极显著正相关;叶面积和旗叶长、旗叶宽的呈极显著正相关;叶面积与SPAD值无显著相关性,与净光合速率、蒸腾速率、气孔导度呈极显著正相关;产量与净光合速率呈极显著正相关,产量与株高、穗长呈显著正相关,说明净光合速率越高,产量越高,增加穗长和株高可能会增高产量;其他性状均呈显著性相关或无显著相关性。因此,在育种选择时要兼顾多性状表现,以株高,穗长等性状为直接指标,对SPAD、光合效率进行辅助选择,获得优良品系。（5）综合两个试验产量分析,种质编号为YZ011、YZ027、YZ047、YZ057、YZ067、YZ068、YZ066、YZ077、YZ082的品种在不同环境下产量较高,且稳定,有望在育种中得到应用。在太谷试验点,筛选出的穗子较长且单穗粒重较高的品种编号分别为YZ010、YZ057、YZ077、YZ083、YZ091、YZ097,筛选出的矮杆型资源的品种编号分别为YZ003、YZ057、YZ077、YZ092、YZ093;在尧都试验点,筛选出的穗子较长且单穗粒重较高的品种编号分别为YZ006、YZ075、YZ076、YZ077、YZ083、YZ104,筛选出的矮杆型资源的品种编号分别为YZ025、YZ034、YZ038、YZ057、YZ093。（6）构建的高粱种质自然群体具有较好代表性,遗传变异丰富,可作为遗传分析和基因挖掘的关键材料。