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棉花是世界上重要经济作物之一。提高棉花品种的产量和品质性状一直是育种家孜孜不倦的奋斗目标。从上世纪90年代至今，我国棉花育种处于一个利用杂种优势的新阶段。分子标记技术的日趋发展，为杂种优势的理论研究和实际应用提供了有效的手段。筛选到与目的性状中的主效基因紧密连锁的分子标记进行辅助选择，可大大提高育种效率，对快速同步改良作物的产量、品质、抗病虫性状具有重要意义。但由于陆地棉的遗传基础狭窄，品种间的遗传多态性低，所以目前还没有较高覆盖率的陆地棉品种间的分子标记遗传图谱。利用陆地棉品种间的组合进行QTL定位时，搜索片段只占棉花全基因组的一小部分，定位结果用于辅助选择时效果不是太令人满意。
本研究的主要目的在于利用分子标记技术和两个多亲本分离群体，构建具有较高覆盖率的陆地棉品种间的分子标记遗传图谱，并用以分析发掘湘杂棉2号、皖杂40、中棉所28以及南抗3号等几个在我国长江流域和黄河流域大面积推广种植的优良杂交组合的亲本中与产量和纤维品质相关的数量性状基因位点。用轮回选择的方法，在两个与QTL定位群体来源相同基础群体间进行特殊配合力相互轮回选择，打破各产量构成因素间、高产与优质以及高产与抗逆基因间的不利连锁，充分聚合产量杂种优势建成基因；进一步改良亲本群体，选出含有更多产量杂种优势建成基因的优秀亲本，以培育出具有更高杂种优势的优良杂交组合。
主要研究结果如下：
i.以本研究所秦鸿德配置的四交组合泗棉3号/苏棉12∥中4133/8891的F2∶3家系为材料，构建RIL作图群体，对群体的产量和品质性状进行相关性分析，并用亲本间有差异的353对SSR及EST-SSR多态引物对RIL群体进行分子标记扩增检测，产生358个多态位点，根据QIN报导的产量和品质性状QTL附近的标记结合RIL的表形性状进行单标记分析，结果发现，与衣指有关的qLI-2（定位于D4染色体，解释表形的变异6.8％）、与籽指有关的两个位点qSI-4和qSI-6（分别位于A6和D9染色体，解释表形变异30.5％和5.7％）、与纤维强度有关的两个位点qFS-1和qFS-6（分别位于D2和D13染色体，解释表形变异分别14.4％和9.7％）以及与纤维伸长率有关的qFE-l（定位于D2染色体上，解释表形变异11.7％）这6个位点通过结合RIL的标记数据以及田间数据进行t测验单标记分析同样被检测到，所以进一步验证了这些QTL的稳定性，另外，还在RIL群体中检测到与整齐度、短纤维率以及麦克隆值相关的QTL，而这3个QTL并未在F2∶3中检测到，所以有待进一步验证。含有这些高产优质QTL的RIL株系对育种实践有重要的意义。
2.轮回选择育种中通常通过对测交种产量品质相关性状的分析来获得改良群体。金骏培、秦鸿德以长江流域和黄河流域广泛种植的湘杂棉2号、皖杂40、中棉所28的亲本为材料，配制两套组合泗棉3号/苏棉12∥中4133/8891以及164/中12//低酚棉8号，组内亲本相互杂交形成两个基础群体，并利用与衣分、铃重等性状QTL连锁的分子标记辅助进行特殊配合力轮回选择。本研究是在秦鸿德进行轮回选择所形成的新一轮基础群体的基础上，通过灰色关联度分析法对测交种进行分析与评价，从而获得新一轮的基础群体。