中国高粱产业和种业发展现状与未来展望

李顺国，刘猛，刘斐，邹剑秋，陆晓春，刁现民

中国高粱产业和种业发展现状与未来展望

1河北省农林科学院谷子研究所/河北省杂粮研究实验室，石家庄 050035；2辽宁省农业科学院高粱研究所，沈阳 110161；3中国农业科学院作物科学研究所，北京 100081

高粱是全球第五大粮食作物，也是中国重要的杂粮作物。国家启动产业技术体系10年来，鉴定和创制出277份矮秆、抗病、高支链淀粉、低单宁的育种材料；利用突变体、自然群体全基因组关联分析克隆了高粱重要性状的控制基因；育成了71个矮秆耐密、适宜机械化作业的酿造专用高粱新品种，创新集成适合不同区域高粱轻简栽培技术，全国高粱种植面积增长26.8%，总产增长93.5%，单产提高52.7%，实现了高粱生产方式全面机械化的重大变革。在高端白酒转型升级的拉动下，以茅台、五粮液、汾酒等知名酒企为核心，形成了以“品牌+品种+产地+农户”高粱特色产业发展模式并取得了显著的增收效果。产业发展助推品种权保护与转让，面向产业与企业需求的联合育种与产业化开发带动高粱种业起步发展。在乡村振兴战略和健康中国战略新的时代背景下，高粱的抗旱、耐涝、耐盐碱、粮饲兼用、高光效等特性给中国高粱产业和种业发展带来了新的机遇；同时中国高粱种业和产业也面临着多用途开发不足、品种权保护力度不够、原始性创新能力有待加强、产业政策支撑不足等诸多挑战。未来中国高粱新品种选育和种业由酿造为主向多用途转变，针对企业酿造工艺需求对不同适宜地理环境开展定向育种将成为趋势，盐碱地、休耕区、镰刀弯地区高粱种植呈现恢复性增长。建立适合中国高粱产业和种业发展的现代化种业创新体系、推广体系和产业体系，构建科研院所、种子企业、推广部门和产后加工企业融合发展的种业产业链运行机制是未来中国高粱种业发展目标。中国高粱产业和种业未来的重点任务是创制抗除草剂、高淀粉、低单宁、抗蚜等目标性状的关键育种材料；开展基因编辑、标记辅助选择、全基因组选择、高效遗传转化等关键技术研究，构建现代高效育种平台；优质专用酿造、饲料、饲草、能源、帚用等多用途高粱新品种选育；登记品种DNA指纹鉴别和关键表型性状数据库构建；根据高粱产区生态特点、资源禀赋，布局优化产业基地和制种基地。

高粱；产业；种业；发展现状；展望

高粱（）起源于非洲，是世界上最古老的禾谷类作物之一[1-2]，在中国也有着悠久的栽培历史，并与谷子、黍稷、大豆构建了中国农耕文化的旱作生态农业体系[3-4]。高粱是全球第五大粮食作物，也是中国北方的重要粮食作物。随着20世纪60年代以来全球范围绿色革命带来的小麦、玉米、水稻等主粮全面高产[5]以及20世纪80年代中国改革开放后，伴随着国民经济的增长和人民生活水平的提高，高粱的主要用途逐步从食用转变为酿造原料，导致中国高粱种植面积逐步下降[6]，成为重要的杂粮作物。高粱具有较强的抗旱、耐涝、耐盐碱、耐贫瘠、耐高温等抗逆特性，属于C4作物，光合效率高，生物产量高，可在干旱、盐碱和瘠薄的边际土地上种植，被认为是最具开发潜力的粮饲作物和能源植物[7-8]。同时，高粱的用途广泛，可食用、饲用、酿造用、生物能源用、化工材料用等。近年来，随着市场竞争的日趋激烈，中国酒业向原产地、高端市场和名牌集中，质量要求也正朝着酿酒生态环境保护、白酒生产过程和白酒原料及原料生产过程质量控制三者结合的方向发展[6]，茅台、五粮液、汾酒、老窖等一些名酒企业开始重视酿造品种选择和生产基地建设[9]，以品种为核心的订单生产，标准化、规模化生产成为高粱产业发展的显著特征。同时，高粱产业的发展带动了高粱种业的发展，并在主产区的脱贫攻坚、乡村振兴中发挥了重要作用。本文旨在回顾中国高粱产业和种业发展现状、问题与挑战，分析国内外高粱产业和种业的发展趋势，最后提出未来中国高粱产业和种业发展思路和目标任务，为科研、产业和政府有关部门提供借鉴参考。

1 中国高粱产业与种业发展现状

1.1 中国高粱产业发展现状

1.1.1 种植面积和总产逐步稳定并有回升趋势 中国改革开放40年来，中国高粱生产面积总体呈现降低趋势（图1）。1979—2009年，中国高粱种植面积由317.3万hm2减少至48.8万hm2，减少84.6%；总产由762.5万t减少到150.3万t，减少80.3%；单产由2 403.4 kg·hm-2提高到3 080.1 kg·hm-2，提高28.2%。2009—2018年，中国高粱种植面积由48.8万hm2增至61.9万hm2，增长26.8%；总产由150.3万t增至290.9万t，增长93.5%；单产由3 080.1 kg·hm-2提高到4 702.1 kg·hm-2，提高52.7%。目前，中国高粱主要有东北、华北、西南三大主产区，其中，东北（辽宁省、吉林省和黑龙江省）、华北（山西省、内蒙古自治区和河南省）主要是粳高粱生产区，种植面积41.6万hm2；西南主产区（四川省、贵州省和重庆市）主要是糯高粱产区，近年来，在茅台、五粮液、泸州老窖、郎酒等知名酒企的拉动下，迅猛发展，种植面积从8.7万hm2（1978年）增至21.0万hm2（2018年），占全国种植面积比重从2.5%发展到29.6%。中国高粱三大主产区生产集中度进一步增加，种植面积从占全国58.3%到增至目前的88.2%（表1）。

1.1.2 新品种更新速度加快 近10年来，国家谷子高粱产业技术体系育成的高粱品种由于矮秆、淀粉含量高、高产、适合机械化收获，品种更新速度加快，生产上传统品种正在被新育优质品种所取代。2018年中国高粱良种统计面积共62.9万hm2，涉及198个品种，推广0.3万hm2以上的品种有55个，推广面积55.4万hm2，占良种总面积的88.1%；推广0.7万hm2以上的品种20个，推广面积约28.7万hm2，占良种总面积的45.6%；推广1.3万hm2以上的品种9个，推广面积21.4万hm2，占良种总面积的34%（表2）。总之，高粱育成品种占总推广品种91.4%，新育成品种占54%。由于酒企的固定需求，为其定向选育的泸州红1号、国窖红1号、金糯粱1号以及晋杂22年推广面积均在1万hm2以上。茅台专用品种红缨子是目前中国推广面积最大的品种，由仁怀市丰源有机高粱育种中心利用仁怀地方品种小红缨子作母本，与地方特矮秆品种作父本选育而成[9]，具有支链淀粉含量高、单宁含量适中、种皮厚、耐蒸煮、耐翻糙、出酒率高等特点，但该品种秆高、不抗蚜虫，不适合机械化收获等，还需要进一步的品种改良。

图1 1978—2018年中国高粱面积、总产、单产趋势变化

表1 中国高粱三大主产区种植面积变化

数据来源：国家统计局 Data source: National Bureau of Statistics

表2 2018年高粱品种推广情况

数据来源：全国农技推广中心

Data source: National Agricultural Technology Promotion Center

1.1.3 高粱机械化轻简栽培取得突破性进展 国家现代农业产业技术体系启动以来，针对高粱生产机械化程度低、劳动成本高等问题，确定了“适宜机械化高粱品种选育及配套技术”为体系重点任务之一。经过十年联合攻关，以矮秆适合机械化收获品种培育突破为核心，筛选、研发了适合高粱种植的精量播种机、覆膜播种机、联合收割机，集成了“矮秆品种降株高、宽行缩距促通透、单粒点播免间苗、机械收获免人工”高粱机械化轻简生产技术，每公顷节约人工60—90个，每公顷节本增效3 000元以上，促进了高粱生产从传统向现代化生产转变，使高粱生产方式发生重大变革，为规模化、集约化生产提供了强有力的技术保障，已成为引领高粱产业发展的关键技术。

1.1.4 高粱进口呈先增多后减少趋势 20世纪70—80年代，中国高粱年进口约50万t，其他年份中国高粱进口并未形成规模，进口量不足9万t。在进口配额政策和国内外粮价倒挂等因素下[10]，高粱作为玉米的替代品大举进口国内，2013年高粱进口量骤增到119.8万t，并且之后连续几年高粱进口量快速增长，美国成为中国高粱进口主要来源地，中国从美国进口的高粱占中国高粱进口总量的80%以上。到2015年中国高粱进口量1 070万t，高粱进口量占全球贸易总量的三分之二以上，中国经历了从一个小型的高粱进口国一跃成为全球最大的高粱进口国。2016年5月，中国取消玉米临储收购政策，实施玉米收储“市场化收购”和“补贴”的新机制，国内玉米价格下跌且供应充足，提升了玉米价格的竞争力，总体上抑制了国内玉米及替代饲用谷物的进口需求，高粱进口趋缓[11]，到2019年中国高粱的进口量为79.47万t（图2）。

1.1.5 高粱特色产业促进农民增收能力持续增强 中国高粱生产按照用途酿造高粱占总产量的80%，饲料占10%，粮食占5%，其他用途占5%[12]。近10年来，中国白酒行业经历了产业转型升级。2018年中国白酒总产约791万t，产值约1.3万亿元，中国白酒行业市场集中度CR4由14.39%（2008年）提高到27.86%（2018年）[13]。在白酒市场的拉动下，中国形成一批以“品种+品牌+产地+农户”高粱特色产业发展模式并取得了显著的增收效果。例如，四川省泸州依托泸州老窖酒业公司，以泸糯8号、泸糯12号、国窖红1号等品种为主，打造酿造高粱产业化基地，常规糯高粱收购价稳定为5.60—6.00 元/kg，平均每公顷产值比玉米高12 000—15 000元，对促进农民增收的效果十分显著[14]。赤峰巴林左旗立足于丰富的帚用高粱资源优势着力打造“中国笤帚之都”，建设全国最大的帚用高粱种植基地、深加工基地和交易集散地[15]。以龙帚2号、赤笤102等新品种为主，培育巴林左旗帚用高粱特色产业。目前，通过帚用高粱发展种植专业村60多个，种植户4.5万户，使帚用高粱种植面积约2.3万hm2，每公顷产值达到30 000元，笤帚苗加工厂达到77家，笤帚加工转化能力为8 000万把，人均增收可达4 800元，全产业链参与人数约8万人。

数据来源：中国海关 Data source: China Customs

1.2 中国高粱种业发展现状

1.2.1 种质资源保护、挖掘鉴定取得新进展 高粱在中国有悠久的栽培历史并积累了丰富的资源，中国保存高粱种质资源22 797份，保存量居世界第四位。2016年以来入库高粱资源598份。引进国外高粱资源38份，搜集整理国内高粱资源510份，鉴定出高粱矮秆、抗病、高支链淀粉、低单宁、耐盐、耐低氮材料272份。创制出高粱矮秆材料2份，饲用材料3份。这些材料引进、鉴定与创新，为培育高粱矮秆、优质、专用新品种奠定了基础。

1.2.2 高粱分子遗传研究取得显著进步 近10年来，中国在高粱功能基因定位、克隆与分析方面取得了阶段性进展。利用突变体、自然群体全基因组关联分析以及定位群体克隆了一些高粱重要性状的控制基因。克隆了控制高粱茎秆持汁性基因NAC转录因子，揭示了该基因在甜高粱的起源和驯化中的关键作用[16]；采用同源克隆方法结合RACE技术克隆了甜高粱[17]；克隆了甜高粱可溶性酸性转化酶基因，鉴定了该基因4种等位变异，并发展相应分子标记辅助甜高粱选育[18-19]；鉴定了多个芽苗期耐盐、生物量及控制糖锤度、单宁含量等重要农艺性状的QTL位点[20-22]；利用突变体克隆了影响细胞壁纤维素合成的COBRA-like protein基因[23]；通过代谢组学、合成生物学等手段揭示了高粱基因位点差异调控花青素和原花青素合成的分子机制，解析了高粱防鸟机制[24]。在产量相关性状方面，精细定位了控制高粱粒重的重要位点[25]，利用高通量重测序技术解析了粒用高粱和甜高粱的基因组结构差异[26]。完成了高粱A1型细胞质雄性不育系与保持系线粒体基因组比较[27]。中国科研人员整合了国内外48个高粱品种的全基因组重测序数据，建立了首个高粱全基因组结构变异数据库[28]，为数据资源的高效整合及利用提供了平台，为高粱功能基因遗传机制解析与分子育种奠定了基础。

1.2.3 高粱新品种选育取得突破性进展 针对市场和产业需求，在矮秆、早熟、饲用、粒用等高粱新品种选育方面取得突破，为产业发展提供了品种支撑。以高粱矮秆适合机械化收获为主攻目标，育成了71个矮秆耐密、适宜机械化作业的酿酒专用高粱新品种，实现了高粱生产方式全面机械化的重大变革。新育成的品种实现了三矮基因（）聚合，株高降低取得突破，新杂交种的株高均在1.5 m以下，比以前推广品种矮50 cm左右，而且主茎与分蘖高度及成熟期一致，适宜机械化收获。发掘利用特早熟基因，育成龙杂18、龙杂19等，生育期缩短10 d左右，使高粱种植向北推进1个纬度，到了北纬50°，为黑龙江省第三、四积温带大豆产区调结构、转方式、避连作提供了新的路径[29]。育成的吉杂127、晋杂22等粳性酿造高粱品种平均淀粉含量达到75%以上，比推广品种提高近4个百分点。糯性酿造高粱品种平均淀粉含量接近74%，最高的辽粘3号达到78%，比推广品种提高6个百分点。育成籽粒饲料高粱新品种辽杂42、辽夏粱1号，单宁含量均低于0.3%。以上品种不仅培育了一批种子企业，而且加工企业对育成的优质、专用的高粱品种实行优质优价收购，有效地促进了农民增收、企业增效。

1.2.4 品种权保护与品种登记走上正轨 2004年实施高粱品种权保护以来，共有111个高粱申请品种权保护，其中，2016年以来高粱申请44个，占申请总数39.6%。2017年实施非审定作物品种登记以来，高粱登记品种405个（表3）。其中，内蒙古自治区登记100个品种，占24.7%；吉林省登记90个品种，占22.2%；辽宁省登记73个品种，占18.0%；山西省登记43个品种，占10.6%；黑龙江省登记42个品种，占10.4%。这五个省区合计登记品种348个，占85.9%。从登记单位看，科研单位登记208个品种、公司登记197个品种。申请类型中已销售品种271个，占66.9%；已审定品种99个，新选育品种35个。从选育方式看，自主选育品种386个，占95.3%；合作选育品种11个，国外引进品种6个（美国4个、法国1个和澳大利亚1个），其他品种2个。从品种类型看，杂交种372个，占91.9%，常规种33个，占8.1%。从品种用途看，酿造用品种258个，占63.7%；其次是粮用品种68个，占16.8%；其他19.5%，包括粮酿兼用、能源用、饲料用、帚用、青饲用和青贮用等。

1.2.5 品种权转让促进了种业发展 十年来，全国共有27个高粱品种经营权成功转让给相关企业，获得转让费1 671万元（表4）；泸州红1号、龙杂19等部分品种与企业合作实行按销售提成的品种开发模式；龙杂17、龙杂18和泸糯12均获得200万元的品种权转让费，创杂粮作物品种权转让经费的新高。泸糯12号由四川省人民政府购买，无偿提供种子企业使用，形成了“政府购买+企业繁育+项目推广”产业发展模式，目标是打造四川酿造高粱生产基地。此外，四川省农业科学院高粱研究所定向为郎酒、泸州老窖培育了国窖红1号、郎糯红19号，实行了订单生产，并进行了大面积示范推广，形成了“品种+产地+酒企+农户”产业发展模式。在成果转化政策的鼓励和支持下，衍生出了一批以高粱生产经营为主业的种业公司，如黑龙江宏粮种业有限公司、农安县亿家农业开发有限公司都是在获得了高粱新品种授权后注册成立的专门经营高粱种子的种业公司并取得了较好业绩。通过科研、市场、企业、产地等不断融合发展，高粱品种的转化发展取得突破，形成了高粱种业独具特色的产业发展模式，为种业的发展探索了新途径，也为其他种业的发展提供借鉴。

表3 2016年以来高粱品种登记情况

数据来源：中国种业大数据平台

Data source: China seed industry big data platform

表4 高粱品种经营权转让情况

数据来源：国家谷子高粱产业技术体系统计 Data source: Statistics of national millet and sorghum industrial technology system

1.3 中国高粱产业和种业面临的机遇与挑战

1.3.1 中国高粱产业和种业发展机遇分析 “国民经济和社会发展第十四个五年计划”是中国实施乡村振兴战略、健康中国战略的关键时期，质量农业、生态农业、文化农业、功能农业是未来农业发展方向。近年来，酿造高粱、帚用高粱特色产业已成为主产区脱贫致富、乡村振兴的主导产业；为满足乡村振兴对特色产业的需求，主产区地方政府纷纷立足本区域资源禀赋、产业基础制定本区域特色产业发展规划，出台利好政策扶持培育特色优势产业。高粱抗旱、耐涝、耐盐碱、生物产量高，中国是盐碱地大国，现有盐碱地面积约为0.346亿hm2[30]，在3%—5%的盐碱地粒用高粱达6 t∙hm-2，甜高粱生物量达到75 t∙hm-2，盐碱地发展高粱比较优势明显，发展潜力巨大。高粱在中国种植历史悠久[31]，衍生出了灿烂的高粱文化和与之相关的酒文化，以高粱文化为特色的美丽乡村建设已在主产区崭露头脚，未来以红高粱文化、酒文化为主题的农村休闲旅游将成为三产融合发展的新亮点。高粱功能保健价值突出，高粱籽粒中富含多酚，特别是浓缩单宁，是减轻肥胖的天然抗氧化剂；高粱是功能食品的潜在来源，如抗氧化剂、酚类物质和降低胆固醇的蜡，可在保健食品业中发挥突出作用[7]。总之，“国民经济和社会发展第十四个五年计划”及未来几年期间，中国高粱产业和种业处于重要的战略机遇期，将在乡村振兴战略和健康中国战略中发挥独特的作用。

1.3.2 中国高粱产业和种业面临的挑战分析 新时期，中国高粱产业和种业也面临着多重挑战。一是高粱多用途开发利用不足限制了产业和种业发展。理论上高粱用途广泛，而且中国也培育出了用于饲料、能源、青贮等用途的高粱品种，但是目前中国高粱主要用于酿造，籽粒饲用和青贮饲用远远没有开发出来，行业与科技没有充分融合，限制了中国高粱产业和种业的发展。二是高粱品种权益保护有待提高。高粱实施登记品种以来，全国登记品种405个，而品种权授权只有20个，特别是常规高粱品种侵权比较严重，育种人品种权得不到有效保护，挫伤了育种积极性。三是原始创新不足限制突破性品种培育。高粱在种质表型精准鉴定、功能基因调控途径解析、遗传转化、基因编辑育种等基础研究方面较发达国家有较大差距；并且高粱基础研究与应用研究和生产脱节，特别在新品种选育方面缺乏原始创新的支撑，限制了突破性品种培育。四是产业政策支撑不足导致国际竞争力不足。高粱在中国属于小杂粮作物，长期以来得不到有效重视，产业政策碎片化，补贴政策体系不健全。美国高粱去除生产性经营成本和管理费用等总成本，高粱生产明显是收不抵支处于亏本状态，2011—2015年平均亏本215.17美元/hm2，由于美国农业补贴政策体系健全，在实施农业生产补贴、农业金融补贴等各种补贴政策后，美国高粱就凸显出其价格优势和竞争优势[32]。中国高粱机械化水平较美国有一定差距，加之农业补贴政策不完善，导致中国高粱国际竞争力不足。如果美国、澳大利亚等国针对中国酿造市场选育高粱品种并大面积种植，将会对中国高粱产业造成像大豆产业一样的冲击。

2 高粱种业发展趋势

2.1 国际高粱生产与种业发展现状与形势分析

中国高粱主要用于酿制白酒，2019年种植面积75万hm2，居世界第12位，在主产国中单产最高，为4.8 t·hm-2，总产360万t，居世界第7位（https://www.usda. gov/）。发达国家美国、澳大利亚主要培育不含单宁的粒用饲料品种，规模化生产技术领先；非洲、印度以食用和饲用为主，科研能力和产量水平较低。高粱种子可分为饲草高粱种子，粒用高粱种子和甜高粱种子，但以粒用高粱种子生产为主。非洲虽然占据世界高粱播种面积的58%，但其主要使用常规种。国际上的高粱种子公司主要进行杂交高粱种子生产。全球高粱种子公司主要包括埃德瓦塔（Advanta Seeds）、孟山都（Monsanto）、杜邦先锋（Dupont Pioneer）、纽希得（NuSeed）、理查德森（Richardson）、科满田（Chromatin）、阿尔塔（Alta）等，但市场集中度不高，排在前三位的埃德瓦塔、孟山都和杜邦先锋占全球种子产量的16.82%。随着高粱需求量的增加，未来高粱种子的生产量仍将继续增加，预计到2024年，高粱种子的销量将从430.01 t（2017年）增加到528.36 t（https://www.sohu.com/a/258364954_763925）。国外种子生产加工过程十分规范、自动化程度很高。从种子清选、包衣、包装、装箱等全过程均由电脑控制的自动化流程来完成，种子的质量得到了充分的保证。与国外大型种子公司相比，中国高粱种子生产的相关公司存在规模小，生产计划性不强，质量不稳定，销售网络不健全，品种适宜种植区域不明确等问题，而且种子公司间存在低水平重复问题，同一品种可能由不同公司生产，造成种子过剩。国外一些公司在中国设有办事处，进行种子试验和推广工作，国内公司与国外公司也有合作，如湖南隆平高科耕地修复技术有限公司从NexSteppe公司引进并进行品种登记及品种推广（中国种业大数据平台）。近年来，每年都有高粱种子进口，但数量不多，有些用于试验，有些用于销售。随着市场的开发和国际化的加强，中国高粱种子产业的国际化步伐将加快。

2.2 未来生产与种业发展趋势研判

“国民经济和社会发展第十四个五年计划”是中国高粱产业和种业发展的重要战略机遇期，高粱生产与种业发展在中国农业高质量发展需求和带动下，特色产业优势将会更加明显，是中国现代农业发展不可或缺的组成部分。一是新品种选育和种业由酿造为主向多用途转变。为满足乡村振兴战略、健康中国战略以及现代农业发展对高粱不同品种需求，高粱育种目标在继续满足高端白酒、高端食醋酿造需求的同时，开始向籽粒饲料用途、青贮饲料用途、能源用途、食用、帚用以及造纸业、板材业和色素业[33]转变。二是针对企业酿造工艺需求，对不同适宜地理环境开展定向育种将成为趋势。随着人们消费水平的提高，高端白酒和高端食醋将向品种、产地、年份、品牌方向发展，对知名酿造企业的传统品种进行改造以及定向培育适合当地环境的高粱品种将成为发展趋势，酿造企业专门成立种业公司或是借助当地原有种业公司进行专业化良种繁育以及社会化服务将成为产业发展的主要模式。三是盐碱地、休耕区、镰刀弯区高粱种植呈现恢复性增长。在国家季节性休耕、农业供给侧结构性改革以及特色产业扶持等政策下，在节水农业、营养导向型农业[34]和多功能农业发展需求下，将促进高粱种植面积在中国盐碱地、休耕区、镰刀弯区等区域恢复性增长。

3 中国高粱种业发展策略与未来的重点任务

3.1 中国高粱产业与种业发展的方向和目标

针对未来国民经济和社会发展对高粱品种需求，充分挖掘和利用高粱抗旱、耐涝、耐盐碱、粮饲兼用、功能成分突出、光合效率高等突出特点，构建基础研究、应用研究、集成推广三级研究体系，搭建科研、种业、新型经营主体产业化平台，按照“培育一流科研团队，构建一流创新平台，创新一流科研成果，打造一流种子企业”目标，实现特色产业和特色种业融合发展。在科技创新方面，力争在分子生物技术、优质专用新品种选育、标准化种子繁育技术、绿色高效生产技术、全程机械化技术、智能化信息化技术等方面取得突破，为产业和种业发展提供技术支撑。在产业组织模式方面，种业与主产区和龙头企业结合，形成以种业为核心的科技创新、良种繁育、生产示范、产后加工产业发展模式。在产业发展方面，在注重酿造品种的同时，加大青贮饲用、籽粒饲用、帚用、食用、化工用等品种的开发力度，形成以酿造为主，产品多元化的格局，力争打造以高粱特色种业为主的销售额达亿元级别的种业公司1—2家，销售额达到5 000万元的种子企业3—5家。

3.2 中国高粱种业发展路线

中国种子企业研发力量相对薄弱、资金投入不足、技术创新动力不足，特别是杂粮种子企业相比大作物种业更加不足[35]，目前中国高粱育种力量主要集中在农业科研院所。因此，中国高粱种业必须坚持差异化发展原则，立足高粱产业特色和种业基础，建立适合中国高粱产业和种业发展的现代化种业创新体系、推广体系和产业体系，构建科研院所、种业、推广和产业一体化发展的种业产业链运行机制，以种业为核心上联科研单位，下联推广部门和产后加工企业，实现高粱种业发展支撑产业发展的最终目标。科研单位针对产业发展需求开展多元化育种，或是受企业委托开展定向育种；品种经营权转让种子企业，由种子企业开展良种繁育和示范推广；主产区新型经营主体或加工企业组织建设专用品种生产基地；最后优质原料提供加工企业开展产品开发，实现产业可持续发展（图3）。

3.3 将来高粱产业和种业发展需攻克的重点任务

3.3.1 种质资源鉴定与种质创新 作物种质资源是农业科技原始创新、现代种业发展的物质基础。针对高粱产业需求，广泛收集、引进、整理国内外优异种质资源，构建高粱种质资源基因型鉴定和表型精准鉴定平台和质量控制体系，发掘携带优异基因资源种质材料，筛选、创制具有抗除草剂、高淀粉、低单宁、抗蚜等目标性状的关键育种材料提供育种利用。特别是抗除草剂材料的创制，是高粱育种和生产需要急迫攻克的。也可以预测，随着EMS诱变、遗传转化和基因编辑等技术的快速常规化，创制出抗一种或多种除草剂的育种材料并实现抗除草剂品种的生产，只是个时间问题。

3.3.2 创新育种技术，构建现代高效育种平台 借鉴大作物的育种经验，研究高粱重要性状形成的分子基础，发掘功能基因和优异单倍型，开展基因编辑、标记辅助选择、全基因组选择、高效遗传转化等共性关键技术研究，以基因组学、分子生物学、系统生物学、合成生物学及计算生物学为基础[36]，将多学科的发展与高粱育种相结合，构建高粱分子模块育种平台，大幅度提高育种效率，为培育突破性品种奠定基础。

3.3.3 优质专用酿造及多元化高粱新品种选育 针对中国白酒、醋酿造产业需求，创新不同熟期、淀粉含量高、单宁含量适中、抗除草剂、适合机械化收获的粳质亲本系，培育淀粉含量高、综合抗性好、适宜机械化作业、熟期多样的酿造用粳高粱新品种；以适宜机械化为核心，常规技术与分子标记结合，进行糯质高粱亲本系选育，培育总淀粉含量和支链淀粉含量双高、单宁含量适中的糯高粱杂交种，为酿酒企业提供优质原料。创新高赖氨酸、高蛋白质、单宁含量低、适口性好、适合机械化作业等特异种质资源，选育不育系和恢复系，以粳质品种为主、糯质品种为辅，培育适合机械化作业的食用及饲料高粱新品种。选育含糖量高、抗倒性好、配合力强的甜高粱亲本系，开展甜高粱、草高粱不同细胞质不育化选育技术创新，培育能源及青饲、青贮甜高粱和草高粱杂交种。针对帚用高粱产业化需求，创新抗病性、抗倒性兼优的育种材料，培育高产、抗逆性强的帚用高粱新品种，满足帚用高粱产业需求。

3.3.4 登记品种DNA指纹鉴别和关键表型性状数据库构建 针对高粱品种权益保护急需加强需求，构建和完善高粱品种鉴别的SSR标记和SNP标记标准，形成行业或国家标准；以DUS测试标准和品种资源描述规范为基础，构建高粱品种关键性状登记规范；并以此为基础，构建涵盖所有登记品种的DNA指纹数据库和关键性状描述数据库，为品种鉴别、品种权保护提供大数据支撑。

3.3.5 布局优化产业基地和制种基地 以企业为主体，以服务产业发展为原则，针对高粱产业特点、区域资源禀赋，在全国布局优化高粱产业基地和制种基地。以昼夜温差大、秋季干燥少雨适合优良品种繁育的内蒙古自治区赤峰市、吉林省白城市、黑龙江省齐齐哈尔市、山西省晋中市、甘肃省平凉市、云南省曲靖市、贵州省仁怀市为主布局高粱良种繁育基地。以内蒙古自治区赤峰市、山西省长治市、河南省洛阳市、河北省衡水市为主重点建设华北地区高粱特色产业带；以贵州省遵义市、四川省宜宾市为重点建设西南地区高粱特色产业带；以黑龙江省齐齐哈尔市、吉林省白城市、辽宁省朝阳市为主重点建设东北地区高粱特色产业带。科研、种业、龙头企业、合作社、农户紧密结合，在内蒙古自治区敖汉旗、吉林省通榆县、内蒙巴林左旗、山西省沁县、山西省汾阳市、四川省泸州江阳区、贵州省仁怀市打造一批产业链完善、一二三产业融合发展、产业竞争力优势突出的高粱特色产业专业县，提高高粱特色产业在乡村振兴、农民增收、生态环保方面的贡献度。

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Current Status and Future Prospective of Sorghum Production and Seed Industry in China

Li ShunGuo1, Liu Meng1, Liu Fei1, Zou JianQiu2, Lu XiaoChun2, Diao XianMin3

1Institute of Millet Crops, Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences/Key Laboratory of Minor Cereal Crops of Hebei Province, Shijiazhuang 050035;2Sorghum Institute, Liaoning Academy of Agricultural Sciences, Shenyang 110161;3Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agricultural Science, Beijing 100081

Sorghum is the fifth largest grain crop in the world and an important cereal crop in China. In the past 10 years since the launch of the industrial technology system, 277 breeding materials of dwarf, disease resistance, high amylopectin and low tannin have been identified and developed. The control genes of important traits of sorghum were cloned by using the whole genome association analysis of mutants and natural population. A total of 71 new varieties of sorghum for brewing were developed, which are suitable for mechanized operation and are resistant to dense dwarf stalks. The innovation and integration are suitable for light and simple cultivation techniques of sorghum in different regions. The planting area of sorghum increased by 26.8%, the total yield increased by 93.5%, and the yield per unit area increased by 52.7%. Driven by the transformation and upgrading of high-end liquor, with Moutai, Wuliangye Liquor, Fen Liquor and other well-known liquor enterprises as the core, the sorghum characteristic industry development mode of “brand + variety + origin + farmer” has been formed and remarkable income increasing effect has been achieved. Industrial development has boosted the protection and transfer of sorghum variety rights, and the joint breeding and industrial development oriented to the needs of industry and enterprises have promoted the steady development of sorghum seed enterprises. In the context of the new era of rural revitalization strategy and healthy China strategy, the characteristics of sorghum, such as drought resistance, flood resistance, salt and alkali resistance, combined use of grain and forage, and high light efficiency, have brought new opportunities to the development of sorghum industry and seed industry in China. At the same time, China's sorghum industry and seed industry are also facing many challenges, such as insufficient multi-use development, insufficient protection of seed right, insufficient ability of original innovation and insufficient support of industrial policies. In the future, the breeding of new sorghum varieties and the seed industry in China will be transformed from brewing to multi-use. Targeted breeding will be carried out in different suitable geographical environments according to the brewing process requirements of enterprises, and the sorghum planting in saline-alkali land, fallow areas and sickle-shaped areas will show a restorative growth. It is the future development goal of China's sorghum seed industry to establish a modern seed industry innovation system, promotion system and industrial system suitable for the development of China's sorghum industry and seed industry, and to build a seed industry chain operation mechanism that integrates the development of research institutes, seed enterprises, promotion departments and postpartum processing enterprises. In the future, the key task of sorghum seed industry and industry in China is to create key breeding materials with herbicide resistance, high starch, low tannin resistance, aphid resistance and other target traits. Carry out research on key technologies such as gene editing, marker assisted selection, whole genome selection, and efficient genetic transformation to build a modern and efficient breeding platform; select new varieties of sorghum for high-quality and special brewing, feed, forage, energy, broom use, etc.; establish databases for DNA fingerprint identification and key phenotypic traits of registered varieties; and lay out according to the ecological characteristics, resource endowment and layout of sorghum production areas optimize the industrial base and seed production base.

sorghum; production; seed industry; development status; future prospective

10.3864/j.issn.0578-1752.2021.03.002

2020-04-01；

2020-05-28

国家现代农业产业技术体系专项（CARS-06-13.5-A33）

李顺国，E-mail：lishunguo76@163.com。通信作者刁现民，E-mail：diaoxianmin@caas.cn

（责任编辑 李莉）