Breeding strategies for increasing yield potential in super hybrid rice

Abstract

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.

Keywords

super hybrid rice / breeding strategies / yield potential

References

[1] Cao L Y, Zhan X D, Chen S G, Feng Y, Wu W, Shen X, Cheng S. Breeding methodology and practice of super rice in China. Rice Science, 2010, 17(2): 87–93

[2] Cheng S H, Cao L Y, Zhuang J Y, Chen S G, Zhan X D, Fan Y Y, Zhu D F, Min S K. Super hybrid rice breeding in China: Achievements and prospects. Journal of Integrative Plant Biology, 2007, 49(6): 805–810 (in Chinese) 

[3] Yang S R, Zhang L B, Chen W F, , Xu Z J, Wang J M. Theories and methods of rice breeding for maximum yield. Journal of Shenyang Agricultural University, 1996, 27(1): 1–7 (in Chinese)

[4] Yuan L P, Tang C D. Retrospections, present status and prospects in hybrid rice breeding. China Rice, 1999, (1): 3–6 (in Chinese)

[5] Cheng S H, Zhai H Q. Comparison of some plant type components in super high-yielding hybrids of inter-subspecies rice. Acta Agronomica Sinica, 2000, 26(6): 713–718 (in Chinese)

[6] Yang S R, Shen X Y, Gu W L, Cao D J. Study on indica/japonica hybrid rice breeding (No. 2). Acta Agronomica Sinica, 1962, 1(2): 97–102 (in Chinese)

[7] Yang J, Zhao X, Cheng K, Du H, Ouyang Y, Chen J, Qiu S, Huang J, Jiang Y, Jiang L, Ding J, Wang J, Xu C, Li X, Zhang Q. A killer-protector system regulates both hybrid sterility and segregation distortion in rice. Science, 2012, 337(6100): 1336–1340

[8] Cheng S H, Mao C Z, Zhan X D. Construction of double haploid (DH) and recombinant inbred line (RIL) population of indica-japonica hybrid and their differential in indica and japonica property. Chinese Journal of Rice Science, 2001, 15(4): 257–260 (in  Chinese)

[9] Cheng S H. Innovation and development of rice breeding for super high yield in China. Journal of Shenyang Agricultural University, 2007, 38(5): 647–651 (in Chinese)

[10] Xue D W, Qian Q. Genetic basis and resources innovation of super rice breeding in China. Journal of Shenyang Agricultural University, 2007, 38(5): 667–675

[11] Yang S R. Zhang L B, Wang J M. The theory and method of ideal plant morphology in rice breeding. Scientia Agricultura Sinica, 1984, 3: 6–12(in Chinese)

[12] Zhu D F, Lin X Q, Cao W X. Comparison of leaf photosynthetic characteristics among rice hybrids with different leaf rolling Index. Acta Agronomica Sinica, 2001, 27(3): 329–333 (in Chinese)

[13] Zhu D F, Lin X Q, Cao W X. Effects of deep roots on growth and yield in two rice varieties. Scientia Agricultura Sinica, 2001, 34(4): 429–432 (in Chinese)

[14] Liang Y S, Zhan X D, Wang H M, Gao Z Q, Lin Z, Chen D B, Shen X H, Cao L Y, Cheng S H. Locating QTLs controlling several adult root traits in an elite Chinese hybrid rice. Gene, 2013, 526(2): 331–335

[15] Wang H M, Xu X M, Zhan X D, Zhai R, Wu W, Shen X, Dai G, Cao L, Cheng S. Identification of qRL7, a major quantitative trait locus associated with rice root length in hydroponic conditions. Breeding Science, 2013, 63(3): 267–274

[16] Wu W M, Cheng S H. Significance and prospects of breeding for root system in rice (Oryza sativa L.). Chinese Journal of Rice Science, 2005, 19(2): 174–180 (in Chinese)

[17] Wang X, Tao L X, Yu M Y, Huang X L. Physiological model of super hybrid rice Xieyou 9308. Chinese Journal of Rice Science, 2002, 16(1): 38–44 (in Chinese)

[18] Cheng S H, Cao L Y, Chen S G, Zhu D F, Wang X, Min S K, Zhai H Q. Conception of late-stage vigor super hybrid rice and its biological significance. Chinese Journal of Rice Science, 2005, 19(3): 280–284 (in Chinese)

Acknowledgements

This work was supported by the Chinese Super Rice Breeding Program (201403002), Ministry of Agriculture of the People’s Republic of China, and the National Natural Science Foundation of China (31101209).

Compliance with ethics guidelinesƒShihua Cheng, Xiaodeng Zhan, and Liyong Cao declare that they have no conflict of interest or financial conflicts to disclose.ƒThis article is a review and does not contain any studies with human or animal subjects performed by any of the authors.

RIGHTS & PERMISSIONS

Higher Education Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg