Breeding strategies for increasing yield potential in super hybrid rice

Super hybrid rice breeding is a new breeding method combining semi-dwarf breeding and heterosis breeding using germplasm and gene-environment interactions. This paper reviews the breeding strategies of super hybrid rice breeding in China, focusing on the utilization of heterosis of indica and japonica subspecies, construction of ideal plant architecture and pyramiding of disease resistant genes in restorer lines. To develop super hybrid rice, considerable effort should be made to explore genes related with high yield, good quality, resistance to pests and diseases, tolerance to stresses. Molecular breeding methods in combination with crossing techniques should be adopted in super hybrid rice breeding.     

Yield potential and nitrogen use efficiency of China's super rice

In 1996, a mega project that aimed to develop rice varieties with super-high yield potential(super rice) was launched by the Ministry of Agriculture(MOA) in China using a combination of the ideotype approach and intersubspecific heterosis. Significant progress has been made in the last two decades, with a large number of super rice varieties being approved by the MOA and the national average grain yield being increased from 6.21 t ha~(-1) in 1996 to 6.89 t ha~(-1) in 2015. The increase in yield potential of super rice was mainly due to the larger sink size which resulted from larger panicles. Moreover, higher photosynthetic capacity and improved root physiological traits before heading contributed to the increase in sink size. However, the poor grain filling of the later-flowering inferior spikelets and the quickly decreased root activity of super rice during grain filling period restrict the achievement of high yield potential of super rice. Furthermore, it is widely accepted that the high yield potential of super rice requires a large amount of N fertilizer input, which has resulted in an increase in N consumption and a decrease in nitrogen use efficiency(NUE), although it remains unclear whether super rice per se is responsible for the latter. In the present paper, we review the history and success of China's Super Rice Breeding Program, summarize the advances in agronomic and physiological mechanisms underlying the high yield potential of super rice, and examine NUE differences between super rice and ordinary rice varieties. We also provide a brief introduction to the Green Super Rice Project, which aims to diversify breeding targets beyond yield improvement alone to address global concerns around resource use and environmental change. It is hoped that this review will facilitate further improvement of rice production into the future.     

水稻超高产品种的产量潜力及产量构成因素分析

通过对我国近年育成的超高产水稻品种的研究结果表明,超高产水稻品种的产量水平,在福建龙海早、晚季栽培,１６个品种平均产量分别为９０９２ｋｇ．ｈｍ＾－２和９５２４ｋｇ．ｈｍ＾－２,比汕优６３（ＣＫ）分别增产５．７％和６．３％;在云南涛源栽培,１６个品种平均产量为１５７７９ｋｇ．ｈｍ＾－２,比汕优６３增产３．０％。超高产水稻的产量构成特征是在适应当地生态条件的足重穗基础上培育更大的穗子,具有较多的单位面     

南方粳稻育种分析

目的研究高温对粳稻的影响并筛选出耐高温品种,为粳稻的耐高温育种提供基础材料。方法以中日韩15个粳稻品种为材料(编号为S1~S15),通过3年田间自然高温胁迫和盆栽控温试验,使粳稻在抽穗开花期进行至少连续7 d日均温度高于32 ℃或最高温度高于35 ℃的高温胁迫,利用全自动数字化考种机对总粒数、实粒数、结实率和千粒质量等指标进行测定,利用酶试剂测试盒对剑叶叶片进行 SOD、CAT和POD 活性检测。结果田间试验中,粳稻品种年均结实率达80%以上的有S1、S2、S4、S5、S7和S14,年均结实率约为75%的有S6、S8、S9、S11和S13,年均结实率约为50%的有S3、S10和S15。盆栽控温试验中,粳稻品种相对结实率在95%以上的有S2、S7、S8和S9,相对结实率在75%~95%的有S1、S4、S5、S6、S11、S12、S13和S14,相对结实率在55%~75%的有S3、S10和S15;高温胁迫下,SOD、CAT和POD活性与相对结实率均呈不显著正相关 (P>0.05),且各品种在经历了高温胁迫后的抗氧化酶活性均高于对照组。结论结合田间和盆栽试验,筛选出2个具有耐高温能力且综合农艺性状较好的品种,即奥羽392 (S2)和临稻16号(S7),耐高温水稻表现出较高水平的抗氧化酶活性。     

两系法超级杂交稻准两优1202高产制种技术

准两优1202是用籼型温敏核不育系准S与恢复系R1202配组育成的两系法超级杂交稻组合,2007年通过广西农作物品种审定委员会审定.根据准两优1202的亲本特性,选择在北纬24°以南、海拔300m以下的稻区作秋制种基地,通过合理安排父母本播差期确保花期相遇、培育父母本高产群体结构、适时适量喷施"九二O"提高异交结实率、搞好病虫害防治、严格除杂去劣确保种子纯度等措施,获得单产3.0t/hm2以上、纯度98%以上的制种成绩.     

杂交水稻超高产特性研究

2001年在云南省永胜县涛源乡种植的特优175和Ⅱ优明86超高产展示田,最高产量田块的产量分别达到17.78 t@hm-2和17.95 t@hm-2,创造世界水稻单产最高纪录.研究结果表明,获得杂交水稻超高产的主要原因是库容量大和生物产量高;大库容量主要靠培育大穗;干物质生产优势表现在中、后期,特优175和Ⅱ优明86中、后期群体生长率分别较汕优63高34.5%～37.2%和31.4%～33.7%.     

我国超级杂交稻育种研究进展及展望

回顾了国内外超级稻育种历史,介绍了我国超级稻育种研究进展,指出我国超级稻育种在籼粳亚种优势利用及株型育种中取得了重大突破,超级稻在我国已处于大面积推广阶段。针对我国超级稻品种（组合）普遍存在适应性不广、结实率偏低、抗性及米质较差、双季超级稻品种（组合）较少及育种理论和技术还有待完善等问题,提出未来超级稻育种的策略。     

柬埔寨水稻生产概况与发展战略

文章介绍了柬埔寨农业生产及水稻种植制度、稻谷产量、主要品种及农艺性状等水稻生产概况,指出柬埔寨农业生产存在水稻品种单一、更新速度较慢,栽培技术简单、管理较为粗放,水利设施简单、稻田排灌困难以及加工体系落后等问题。提出从政策上向农业生产倾斜,提高耕地利用率;完善稻米销售、加工、出口等后续产业链,主推＂有机农业＂品牌;大力引进推广新型现代农业实用技术;建设农田基础设施,提高机械化种植水平;支持大型企业集团加入开发等发展战略。     

超高产再生稻产量形成和栽培技术分析

1998~2002年在尤溪县建立再生稻超高产示范片,5 a累计面积1 097.73 hm2,头季平均产量10 664 kg@hm-2,再生季平均产量6 537 kg@hm-2,合计年产量17 201 kg@ hm-2,有一丘田再生季单产突破世界记录.头季超高产是依靠稳定穗数、主攻大穗,产量与干物质积累总量呈极显著正相关;再生季以多穗取胜,在头季收割至再生季齐穗期,再生分蘖积累的干物质有35%~40%来自稻桩转运,有60%~65%来自本身光合生产.超高产栽培主要技术是:规划适宜种植区,选用"双高"良种,调整生育期,畦式栽培,合理施肥,高留稻桩.     

中国超级杂交稻育种研究的进展与策略探讨

介绍了中国超级杂交稻育种的目标,技术路线和育种理论,综述了中国超级杂交稻育种研究的概况,以及在亲本选育,品种选育和分子育种技术等方面取得的进展,阐述了通过加强水稻种质资源的创新与利用,扩大亲本遗传差异,提高水稻生物学产量,改善水稻生理机能等技术策略,选育出综合性状优良的超级杂交稻新组合,进一步提高中国超级杂交稻产量水平。     

超级杂交稻育种的创新思维与实践

超级杂交稻育种的创新思维提出了超级杂交稻育种三步法设想,即超级亲本选育——超级杂交组合选育——超级杂交制种,并详细阐述了各步骤的标准和实现其目标的技术路线;提出了水稻光温敏不育机理新设想:即水稻光温敏核不育系育性转换是主效不育基因与其位置相近的发育感光基因或(和)发育感温基因相互作用的结果,不育基因位点(微效不育基因)可影响两用核不育系的不育起点温度的高低.按照超级杂交稻育种三步法的技术路线,成功选育了父本996和两用核不育系C815S两个超级杂交稻亲本,利用前者选育出适合长江中下游稻区作双季早稻种植的超级杂交早稻组合陆两优996,用后者选配出C两优87和C两优396等增产幅度大、极有应用前景的超级稻新组合.遵循水稻光温敏不育系选育的技术路线,育成C815S,P88S和9771S等实用的水稻两用核不育系.     

超级杂交稻直播栽培示范研究

选用超级杂交稻品种(组合)8830S/P15、两优培九、Y优1号为试验材料,进行直播栽培示范试验,以育秧移栽为对照,研究了两种栽培方式间不同超级杂交稻品种(组合)在产量及其构成因素、部分农艺性状上的差异。结果表明,各超级杂交稻品种(组合)产量在不同栽培方式之间存在差异,不同品种表现不一。两优培九产量直播高于移栽,8830S/P15直播与移栽产量相当,Y优1号直播后期倒伏,产量低于移栽。超级杂交稻在直播栽培下更易于获得较高的单位面积有效穗数。     

淮北地区种植杂交粳稻存在的问题及其对策

本文主要提出了淮北地区种植杂交粳稻存在的问题,论述了其改变对策.     

优质超级杂交稻培杂泰丰的选育

培杂泰丰是华南农业大学植物航天育种研究中心以培矮64S为母本，与该中心选育的优质新恢复系泰丰占配组育成的优质高产两系杂交稻，米质达国标优质三级，2004年通过广东省农作物品种审定，2005年通过国家农作物品种审定，2006年被农业部确认为第一批国家级超级稻示范推广品种。介绍了培杂泰丰的选育过程、主要特征特性、栽培技术和制种技术要点。     

优质超级杂交稻培杂泰丰的选育

培杂泰丰是华南农业大学植物航天育种研究中心以培矮64S为母本,与该中心选育的优质新恢复系泰丰占配组育成的优质高产两系杂交稻,米质达国标优质三级,2004年通过广东省农作物品种审定,2005年通过国家农作物品种审定,2006年被农业部确认为第一批国家级超级稻示范推广品种。介绍了培杂泰丰的选育过程、主要特征特性、栽培技术和制种技术要点。     

超级杂交稻模式组合的形态学优势分析

以超级杂交稻模式组合培矮64S／E32为主要材料、以三系高产杂交稻汕优63为对照，对冠层形态性状及其群体动态和光分布特性进行了研究。结果表明，超级杂交稻模式组合具有以下形态学优势：①上3叶叶面积较大。叶片基角、披垂角较小；②上3叶卷叶指数较高，有利于叶片直立和改良群体内部光分布；③晴天，群体下层叶片处于光补偿点之上的时间比对照多7个多小时，有利于延长群体下层叶片的光合功能期；④群体消光系数小，可以容纳较大有效叶面积。理论最适叶面积系数比对照高66．2％。模式组合的优良形态有利于改良群体内部光分布。提高群体光合速率，增加群体“源”的供应能力。对模式组合的株叶形基础进行了讨论。     

超级稻甬优6号特征特性及高产栽培技术

2007～2008年引进超级稻品种甬优6号在南宁市进行适应性试验。小区及大田试验结果表明,甬优6号在南宁市试种表现早熟、大穗、高产、优质、抗倒、抗病等;全生育期115-120d,比对照博优253早熟5d,比对照中浙优1号早熟10d,试验平均单产8731．5kg／hm^2,比对照博优253增产10．2％,增产点比例85％,具有超高产潜力,适宜在南宁市作晚稻栽培种植。甬优6号获得高产的关键栽培技术措施是嫩秧抛栽、促根壮蘖、高肥控水等。     

超级杂交稻一季+再生大面积示范研究

为了充分利用有限的耕地,减轻农民劳动强度,进一步增加农民收入,2006年,在袁隆平院士及省超级杂交稻领导小组具体部署和指导下,在永安镇核心试验区内安排了"超级杂交稻一季 再生百亩高产示范"推广项目,取得了"百亩示范片"头季667m2产量798.0 kg,再生稻667 m2产量353.5 kg的好成绩。建议在生产中进一步推广。     

超级早稻株两优819配套栽培技术规程

株两优819是湖南亚华种业科学院选育的两系杂交早稻组合,2005年通过湖南省农作物品种审定委员会审定。介绍了该组合的特征特性及高产配套栽培技术。     

文莱水稻生产现状及发展思路

【目的】调查了解文莱水稻生产概况,为进一步加强我国与文莱农业合作提供参考。【方法】通过实地调查与实地试种,探讨分析了文莱水稻生产现状及其制约因素。【结果】文莱大米主要自泰国进口,自给率仅为6％-8％,农业物资较缺乏,农业管理机构不健全;制约水稻生产的因素有基础设施不完善、田间管理粗放、发展方案未能及时制定和实施、未进行品种选育工作。文莱-中国水稻合作种植试验结果表明,5个国内品种在文莱种植生育期均比国内缩短20d,其产量和米质虽然有所下降,但产量仍比文莱本地品种高;制约文莱水稻产量的主要因素有土壤偏性、储水能力较差、排灌系统较差、病虫害较严重。【建议】提高文莱水稻生产水平的发展思路为：完善与落实水稻发展规划、健全水稻生产指导机构、加强农田水利设施建设、建立水稻生产示范基地、组织农民参加培训、选种优质高产高温型水稻品种、确保生产物资供应。