唐三元 謝旗

（中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所 植物基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101）

高粱［Sorghum bicolor（L.）Moench］起源于干旱、炎熱、貧瘠的非洲大陸，惡劣的生境條件使高粱具有很強(qiáng)的抗逆能力，與其他禾谷類作物相比較，高粱具有較強(qiáng)的抗旱、耐澇、耐鹽堿、耐貧瘠、耐高溫等抗逆特性；高粱是世界五大作物之一，屬于C4作物，光合效率高，生物產(chǎn)量高。高粱的用途很廣泛，可食用、飼用、釀造用、生物能源用、化工材料用等。

高粱是非洲和亞洲半干旱地區(qū)數(shù)百萬人的主要糧食作物。這種谷物可用于烘焙、擠壓和其他谷類產(chǎn)品（面包、餅干、膨化小吃、意大利面、早餐谷類食品等）時(shí)，作為其他谷物的部分或完全替代物。高粱提供了許多功能和健康方面的好處，它是碳水化合物、蛋白質(zhì)、微量營(yíng)養(yǎng)素和具有營(yíng)養(yǎng)特性的植物化學(xué)物質(zhì)的良好來源；它含有蛋白質(zhì)（10%）、脂肪（2%）、碳水化合物（68%）和膳食纖維（10%）。高粱中較高水平的膳食纖維、微量營(yíng)養(yǎng)素含量、碳水化合物的復(fù)雜性質(zhì)以及具有促進(jìn)健康特性的植物化學(xué)物質(zhì)，為這種粗糧作為“健康谷物”提供了保障。高粱蛋白質(zhì)和淀粉在籽粒中的消化率相對(duì)較低，在體重和肥胖控制方面具有很大的潛力。由于高粱淀粉的消化速度較慢，血糖指數(shù)較低，它在消化道停留的時(shí)間比其他谷物粉或面粉替代品中的淀粉還要長(zhǎng)。高粱籽粒中富含多酚，特別是濃縮單寧，是管理肥胖的天然抗氧化劑。高粱谷物是營(yíng)養(yǎng)食品的潛在來源，如抗氧化劑、酚類物質(zhì)和降低膽固醇的蠟，可在保健工業(yè)中發(fā)揮突出作用。另外，高粱籽粒蛋白質(zhì)的氨基酸組成不平衡，人體必需的賴氨酸和色氨酸含量少，需要進(jìn)一步的改良。

高粱除了用作食物外，還被用作反芻動(dòng)物、豬和家禽的重要飼料。使用谷物作為動(dòng)物飼料一直是全球高粱使用的一個(gè)重要方面。高粱是一個(gè)重要的飼料來源，特別是在澳大利亞、美國(guó)、泰國(guó)、日本和歐洲。在北美，高粱作為飼料的利用率為97%，在亞洲為27%。在我國(guó)由于農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化，畜牧業(yè)的發(fā)展將會(huì)促進(jìn)高粱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。高粱籽粒作飼料的生產(chǎn)效能高于大麥和燕麥，與玉米差不多。高粱籽粒在配合飼料中加入10%-15%，可以預(yù)防動(dòng)物疾病，提高成活率；喂飼育肥豬，可使瘦肉率由51%提高到58%。我國(guó)飼料高粱的缺口很大，每年進(jìn)口幾百萬噸，需求也在逐年增加。高粱也是我國(guó)釀酒產(chǎn)業(yè)中的重要原料，聞名中外的“茅臺(tái)”、“五糧液”等，都是以高粱為主要原料釀造而成，形成了我國(guó)獨(dú)特風(fēng)格的釀酒業(yè)。我國(guó)生產(chǎn)的粒用高粱大部分用于釀酒業(yè)。

甜高粱是粒用高粱的一個(gè)變種，作為一種新興的優(yōu)質(zhì)牧草它具有生物產(chǎn)量高、適應(yīng)能力強(qiáng)、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、適口性好、抗逆性強(qiáng)的特點(diǎn)，可在邊際土地種植；作為飼料，甜高粱可直接青飼，也可以做成干草或青貯，用于飼喂牛、羊、驢、魚、兔、鵝等。近年來，有關(guān)甜高粱的研究利用越來越多，甜高粱作為優(yōu)質(zhì)飼料受到企業(yè)和農(nóng)牧民的廣泛關(guān)注和重視，在國(guó)內(nèi)外種植面積逐年擴(kuò)大。飼用甜高粱的引進(jìn)對(duì)于豐富飼料來源、改善牛羊的飲食結(jié)構(gòu)、增加肉奶產(chǎn)量提高肉奶品質(zhì)有著很好的促進(jìn)作用，未來對(duì)于滿足我國(guó)市場(chǎng)肉類需求、保障畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。甜高粱也是一種很好的生物能源原料，已有的研究結(jié)果顯示甜高粱每公頃能產(chǎn)乙醇6 100 L，要高于甘蔗、木薯和甜菜，遠(yuǎn)高于玉米和水稻；同時(shí)甜高粱作為能源植物也能實(shí)現(xiàn)不與糧爭(zhēng)地，不與民爭(zhēng)糧，合理利用邊際土地。此外，高粱渣還可用于生產(chǎn)從纖維素和半纖維素中提取的二代生物燃料。甜高粱的各種加工選擇除乙醇外，丙酮、丁醇、乳酸、丁酸等也是發(fā)酵產(chǎn)物。

高粱還用于生產(chǎn)植物油、黏合劑、板材、蠟、染料、紙張和布等。有些品種的高粱殼中含有大量的花青素和酚酸，高粱花青素?fù)?jù)報(bào)道比果實(shí)花青素更穩(wěn)定，可作為具有功能性的天然食品色素。高粱單寧可作為抗氧化劑補(bǔ)充劑，也可作為肥胖者的抗壞血?jiǎng)８吡恢械钠渌宇惪寡趸瘎┮部捎米魈烊皇称贩栏瘎?、抗氧化劑和治療劑等?/p>

高粱將重新成為一種重要的糧食、飼料、能源和加工工業(yè)作物，隨著各個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必然會(huì)對(duì)高粱新品種提出更新、更高的要求，這就需要加大和加快高粱的基礎(chǔ)理論研究，最終培育出各種用途的高粱，滿足高粱生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。

本期“高粱專題”邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期從事高粱研究的一些專家，他們分別報(bào)道了高粱雄性不育系和參與甜高粱耐冷基因的研究，對(duì)高粱粒重、糯高粱在釀酒中的作用、甜高粱莖稈持汁性及甜高粱用作青貯飼料等研究進(jìn)行了全面的綜述。期待更多有志從事植物學(xué)研究的學(xué)者加入到高粱的研究隊(duì)伍中。值此主題專刊出版之際，謹(jǐn)向所有提供稿件的同行及審稿專家致謝。