【摘要】【目的】通过对高粱种质资源穗部表型多样性与遗传变异规律的研究，筛选高粱优异种质，丰富高粱穗部相关性状的遗传信息，为现有种质资源的保护、高效利用及新品种的选育等提供参考。【方法】以 320 份来源于中国各地的高粱种质为供试材料，对其在 2 个不同生态环境下的 12 个穗部性状（粒长、粒宽、千粒重、籽粒硬度、籽粒容重、角质率、穗粒重、穗长、穗柄长、穗柄直径、一级枝梗长和一级枝梗数）进行精准鉴定。运用相关性分析、主成分分析、聚类分析等方法对高粱种质资源进行综合评价，并根据综合评价 F 值及目标性状筛选出不同突出特点的优异高粱种质。【结果】各数量性状分布频次呈中间高两边低的分布趋势，籽粒硬度、穗粒重和籽粒容重、角质率 2 年间的频次分布和曲线走势分别在保定和晋中试验点较为相似，多数性状只在一个年份或单个试验点呈正态分布；除穗长和一级枝梗数外，其余性状的均值在同年两点间存在差异；12 个穗部性状的平均多样性指数（H'）分布范围为 1.72—2.11，其中，籽粒硬度的多样性指数均值最高，一级枝梗长的多样性指数均值最低；籽粒硬度、角质率、穗粒重、一级枝梗长和一级枝梗数的变异系数均高于 30.00%；所提取的 4个主成分累计贡献率为 65.39%；聚类分析将 320 份种质划分为 3 个类群，第Ⅰ类可作为筛选工艺（帚）用高粱的种质类，第Ⅱ类适用于粒用（酿造）高粱优异种质的选育，第Ⅲ类为穗部性状表现较差的种质；依据综合得分 F 值及目标性状筛选出具有不同突出特点的 29 份优异种质。【结论】参试高粱种质资源穗部性状表型变异丰富，多样性程度较高；角质率和一级枝梗长的变异系数较高；粒长、粒宽、籽粒硬度、籽粒容重和穗粒重受环境条件影响较大，一级枝梗长相对稳定；筛选出优异种质 29 份。