两个遗传性不同的高粱品种杂交，所产生的子一代，称为杂种高粱。优良的杂种高粱适应性强、产量高。子一代遗传型相同，群体整齐一致；子二代性状分离，优势减退，产量下降，不能继续作种子用，所以需要年年进行生产性制种，以获得大量杂种一代种子，提供生产使用。

高粱是雌雄同花的作物，去雄困难。难以获得大量的杂交种子。1954年美国学者J.C.斯蒂芬斯（Stephens）培育成细胞质雄性不育系TX3197A及其相应的保持系，并筛选出能恢复不育性状的恢复系。雄性不育系雌蕊正常，花粉败育，自交不能结实。保持系有正常的花粉，授于不育系结成的种子，播种后长出的植株，开花时仍具有不育性状，不育系借助保持系的花粉受精结实，可使不育性状代代遗传下去。恢复系有正常花粉，授于不育系结实，子一代可使不育性状得到恢复，且能产生明显的杂种优势。

TX3197A，细胞质来源于西非高粱。细胞核为南非高粱。70年代美国一些学者又育成了细胞质与TX3197A不同的A₂、A₃等新型高粱雄性不育系，这些多样化的雄性不育系，对扩大品种资源利用，培育更多、更好的杂交种提供了更为方便的条件。

细胞质雄性不育系育成后，高粱生产国迅速培育了一批优良杂交种，大面积推广于生产。50年代末，杂种高粱美国已基本普及。结合栽培技术的改善，在播种面积基本稳定下，单产增长了两倍多。法国推广杂种高粱，产量也提高了一倍。意大利、西班牙、印度、澳大利亚等国由于推广杂种高粱，都收到了显著的增产效果。

50年代末TX3197A引入中国，60年代培育出一批相应的中国高粱恢复系，如三尺三、鹿邑歪头、忻粱52等。选配出的高产杂交种晋杂5号、遗杂7号、忻杂52等，并用于生产。70年代育种单位先后又育成了一批品质较好的晋杂1号、冀杂1号、渤杂3号、铁杂6号、沈杂3号、锦杂75、沈农447等优良杂交种。1975年杂交种推广面积达200多万公顷。80年代初又引进了TX622A、TX623A、TX624A等配合力更高的细胞质雄性不育系，并育成了一批品质较好、产量更高的杂交种。如辽杂1号、沈杂4号、锦杂83、铁杂7号等。

北方的黑龙江、吉林、内蒙古等地区，无霜期短，引进的不育系表现晚熟，不能直接利用。60年代以后，各育种单位利用TX3197A的不育种质，育成了一批早熟不育系，如黑龙11A、黑龙30A、2731A、矬1A等，也相应地选育出一批早熟的恢复系，生产上推广的主要杂交种有同杂2号、吉杂26、吉杂27、黑杂34等。具有高产、优质、早熟等优良性状。

中国高粱生产，1977年以来单产水平不断提高。1982年全国平均每公顷产3150千克，较60年代初期提高了一倍多。除改善了栽培技术外，杂种高粱的推广普及是增产的主要原因。

为选配适于不同条件下种植的优良杂交种，必须培育大量的不育系和恢复系。

选用已有品种或杂交后代的优良品系，以一两个不育系作为母本，进行测交。观察测交杂种的育性表现。对表现为完全不育的杂种，其相应父本即可作为转育不育系的材料。选育不育系的方法是回交，即以不育系为母本与准备育成不育系的材料为父本，授粉杂交。第一代选不育株，再从相应父本行选株授粉回交，如此反复进行四五代。母本的细胞核就被父本的细胞核所代换，育成一个与父本性状完全相同的不育系。以矬₁A为例，其回交选育程序如附图。

杂种高粱

以优良的品种或品系与不育系测交，测交杂种表现为完全恢复的，其相应父本即为一恢复系，可作为配制杂交种的父本加以利用。如果测交杂种育性尚不稳定，可从父本群体中选择若干株，分别测交，即可选出恢复性状稳定的恢复系。中国从地方品种中选出的优良恢复系有三尺三、护22号等。70年代各科研单位广泛采用人工有性杂交的方法，育成许多优良恢复系，如晋辐1号、白平、7384等农艺性状优良、配合力高，已成为许多杂交种的骨干系。

利用不育系和恢复系即可配制杂交种。两亲的关系对子一代的杂交优势影响极大，一般亲缘关系远的和不同生态型的相互杂交，一代产量高。中国高粱是一独特的生态型，与南非、中非、亨加利等类型高粱杂交，均表现很强的优势。

配合力是选用亲本的主要依据，多数研究证明，一般配合力和特殊配合力对杂种产量的贡献都是重要的。高产的杂交种，至少要有一个亲本是高配合力的。在育种过程中，对不育系、恢复系首先要进行一般配合力测定，选出几个较好的亲本，在此基础上进行特殊配合力测定，选出性状优良的杂交种。

杂种高粱要求产量高、品质好，1972年F.C.柯林斯（Collins）和R.C.泊克特（Pckett）研究了杂交种的产量、蛋白质、赖氨酸的优势表现。大多数杂交种蛋白质含量没有优势，赖氨酸含量没有一个杂交种超过双亲。中国的研究也得到类似的结果。优质杂交种的选育，必须选择两亲均为品质好的进行选配。单宁含量低是优质育种目标之一。低单宁亲本与高单宁亲本的杂交种一代，一般为两亲的平均值或倾向高值亲本。低单宁的杂交种，两亲的单宁含量也都必须是低的。

抗丝黑穗病、抗高粱蚜也是育种目标之一。大多数亲本抗病是显性，也曾发现卡弗尔407（Kefir 407）、卡普罗克（Caprock）两者都是抗病，而杂种为感病。抗病育种必须选择抗病亲本，同时对杂交种也要进行抗病鉴定。世界品种资源中具有抗蚜种质，可以育成高抗亲本，选配抗性强的优良杂交种。

繁种为制种提供亲本种子，制种为大面积生产提供生产用种。

雄性不育系，易接受异花花粉，产生生物学混杂。所以不育系的繁殖田必须隔离。隔离的方法主要有空间隔离和严格的时间隔离，空间隔离的距离与开花期的风力、风向以及地势屏障等有密切关系，一般应在500米以上，越远越能保证不育系的种子纯度。时间隔离是雄性不育系繁殖田与其它高粱田错开播种期，使花期不能相遇的隔离方法。主要在生育季节长、一年两熟或二年三熟地区采用。

不育系种子繁殖必须和保持系相间种植，间隔行数比例一般为4∶2或6∶2，即母本4行或6行。通常保持系的抽穗和开花都略早于不育系，为使不育系和保持系花期相遇良好，保持系可分两期播种，即一行与不育系同期播种，另一行适当晚播。也可利用催芽播种或其它促控措施调节花期，以保证不育系接受足够的花粉，提高种子产量。必要时进行人工辅助授粉，提高结实率。不育系和保持系形态特征很相似，为分辨父母行，可在保持系行内种上标志作物，成熟时分别收获。运输、堆放、脱粒、贮藏等作业严防机械混杂。

恢复系繁殖田亦应单设隔离区，生育期间进行严格去杂去劣，避免混杂。

不育系与恢复系相间种植，不育系接受恢复系的花粉受精结实，产生杂种一代种子。制种田也必须进行隔离，隔离距离不能少于400米。母本与父本相间种植行数比例以3∶1或6∶2为宜。两亲的抽穗开花期相同时，可同期播，若相差较大，则应调节播种期或生育前期采取促控措施，使其花期相遇，授粉结实。去杂、去劣，收获、脱粒等均与不育系繁殖田相同。