针对江苏高粱产业缺乏本地适宜品种和优异种质资源的问题，本研究以来自国内外的400份高粱种质资源为材料，利用Shannon-Weaver遗传多样性指数、相关分析、聚类分析和主成分分析，对其在江苏淮北地区的遗传多样性进行了综合分析。结果表明，供试高粱遗传多样性较丰富，其中质量性状芽鞘色、幼苗叶色、主脉色、穗型、穗形、颖壳色、粒色、分蘖性和颖壳包被度的遗传多样性指数分别为1.0366、0.2235、0.6631、1.3980、0.9619、1.7641、1.7039、1.0631和0.9908；而数量性状全生育期、株高、茎粗、穗长、穗柄长、穗粒重、千粒重、着壳率和角质率的遗传多样性指数普遍高于质量性状，分别为2.0479、1.9254、2.0472、1.9822、2.0531、2.0314、2.0693、1.4375和1.9265。相关分析结果表明，株高与全生育期、穗长、穗柄长、穗粒重和着壳率均呈极显著正相关，与千粒重呈显著负相关；穗粒重与全生育期、千粒重均呈极显著正相关；穗长与穗柄长、着壳率均呈极显著正相关，与千粒重呈极显著负相关。基于数量性状的聚类分析表明，在欧式距离为15时，供试高粱可以分为3大类，其中类群Ⅰ植株高大，穗粒重和千粒重较小，可作为能源材料开发；类群Ⅱ穗长和穗柄长较短，可从中筛选适合粮饲兼用型育种的资源；类群Ⅲ矮秆、大穗、早熟，可作为粒用高粱材料创新及杂交育种的基础材料。数量性状的主成分分析结果显示，4个主成分对表型变异的累计贡献率达到85.153%；其中第1主成分方差贡献率达到了33.209%，载荷较高的性状有穗长和穗柄长；第2主成分贡献率为25.189%，穗粒重载荷最高；第3主成分贡献率为15.427%，千粒重载荷最高；第4主成分贡献率为11.328%，载荷较高的性状有全生育期、株高、茎粗以及角质率。从供试高粱种质中，筛选出8份全生育期较短、株高较矮、穗型偏散的优良资源，可供江苏地区育种利用。