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棉花具有明显的杂种优势，利用杂种优势可以显著提高棉花的产量和品质。利用棉花细胞质雄性不育系、保持系和恢复系的“三系”配套系统，通过蜜蜂等媒介传粉进行棉花杂种种子的生产，可省去人工“去雄”和“授粉”，从而推动棉花杂种优势的利用。
三系杂交棉育种的成败在很大程度上取决于优良恢复系的选育。现有的棉花细胞质雄性不育系、保持系和恢复系，在表型上，除了花药性状有明显变异外，其它性状均无明显差异。由于恢复基因只有通过不育系与恢复系杂交在杂种F1的花药表型上才能感知到它的存在，因此判断恢复基因是否存在于恢复系中，是否处于纯合态，是三系杂交棉育种、亲本繁殖和杂种制种时需要面对和解决的问题。为此，我们选用了无腺体、鸡脚叶、丛生铃等3种形态性状来标记恢复系，育成了4个具标记性状的恢复系(无腺体恢复系、鸡脚叶恢复系、丛生铃恢复系和海岛棉恢复系)；一方面，在恢复系繁殖时可根据标记性状去杂保纯，乃至省略自交过程；另一方面，在杂交棉生产过程中根据标记性状的有无，可以区分真假杂种。对这4个标记恢复系进行了产量、品质和光合生理特性的比较。结果表明，丛生铃恢复系的产量、品质和光合生理特性总体表现最优；鸡脚叶恢复系具有早熟、通透好、烂铃少和纤维品质较好的特点；海岛棉恢复系的纤维品质最优，铃数最多；无腺体恢复系除了棉副产品综合利用的优势外，在光合生理特性、产量和品质性状上表现仅次于丛生铃恢复系。
4个恢复系的标记性状明显，在三系杂交棉育种、制种和繁种中具有良好的利用价值。为了进一步研究4个标记恢复系在杂种优势的利用，利用实验室选育的4个不育系与这4个标记恢复系和1个浙大强恢进行组配，形成了20个杂交组合，并且以中棉29(常规杂交种)为对照。对组合在生长发育关键时期的光合特性和生理特征进行了研究，同时，也对各个组合的产量品质进行了杂种优势的分析。结果表明，杂交组合的光合特性、生理特征和产量品质都存在明显的杂种优势。不同的组合在不同的光合生理指标上表现出各自的杂种优势。而20个杂交组合的农艺性状和产量品质性状的杂种优势的表现规律比较明显。总的农艺性状看来，海R所配组合的株高较高，果枝数较多，果节数较多，果节长度较长，不孕籽率较高，而丛R所配组合的农艺性状总体表现与海R所配组合相反，和育种目标相一致，其中早A2×丛R组合的表现尤为突出。丛R所组配杂交组合的产量性状表现较好，其中组合早A2×丛R和无A×丛R的产量较高；丛R所组配杂交组合的品质性状也仅次于海R所组配的杂交组合，其中早A2×丛R组合的纤维品质性状总体表现较好。丛R具有较高的产量和较好的品质，从而使得丛R所组配的杂交组合的产量和品质性状表现优良。