针对当前棉花“三系”育种中恢复系和不育系配合力低、农艺性状差、遗传基础狭窄、“三系”杂种优势不突出等技术难题，中国农业科学院棉花研究所棉花杂种优势育种课题组在邢朝柱研究员的带领下，历经十多年攻关，建立了高效的棉花“三系”育种技术体系。

　　棉花杂种优势利用是提高产量、改善纤维品质、提高植棉效益的有效途径。世界上已有30多种作物利用杂种优势,玉米、水稻、蔬菜等都取得了巨大的成就。目前生产上推广的棉花杂交种主要以人工去雄授粉制种为主，用工量大，成本高，难以为继，已成为棉花杂种优势大规模利用的“瓶颈”，严重制约了杂交棉生产应用。棉花不育系制种可以显著降低成本，核质互作“三系法”杂交制种可以避免“两系法”制种中的问题，因此利用“三系法”制种是棉花杂种优势利用最经济有效的途径。

　　“十五”以来，棉花杂种优势育种课题组把“三系”杂交种选育作为主攻研究方向。在国家“863”计划、国家科技支撑计划、国家转基因重大专项等项目支持下，通过重测序和目标区间测序等技术手段获得了与不育基因和恢复基因紧密连锁的SCAR、SSR、CAPS和InDel标记，创建了以“分子标记辅助与常规育种综合应用”为核心的棉花“三系”育种技术体系。该技术体系通过分子标记与常规育种结合，在“三系”骨干亲本材料创制、强优势“三系”杂交种培育及“三系”制种技术等方面均取得新突破，显著提升了育种效率，降低了制种成本，为“三系”杂交种大规模生产应用奠定了坚实的理论和物质基础。

　　围绕“三个面向”重要指示，棉花杂种优势育种课题组利用该技术体系，创制出60多份优异骨干恢复系和不育系，被全国15家主要棉花育种单位广泛引用，成功培育出2个强优势三系杂交种中棉所99(国审2016013)和中棉所83(晋审2011003)，制订了“三系”杂交棉制种技术行业标准，获得发明专利4项，软件著作权4项，植物新品种权6项，在《实验植物学杂志（Journal of Experimental Botany）》等期刊上发表相关论文25篇，极大地提升了我国“三系”杂交棉的育种水平，引领了我国杂交棉育种方向，取得了显著的经济和社会效益。相关成果“棉花‘三系’育种技术体系创建及强优势杂交种选育”荣获2018-2019年度神农中华农业科技二等奖。

　　当前，国审“三系”杂交棉中棉所99在黄河流域和新疆棉区开展大面积试验示范，表现突出，取得良好效果，为“三系”杂交棉在生产上大面积推广应用提供有力支撑。

项目成果