棉花种质资源狭窄导致品种同质性和产量长期徘徊不前是制约棉花生产可持续发展的核心问题。通过棉花种质创新，培育高产、多抗、优质性状协调发展的强优势组合对于促进棉花产业可持续发展具有重要意义。本成果主要内容如下：
1、采用远缘杂交和聚合杂交，结合轮回选择，创制和筛选出一批具有重要应用价值的棉花新种质，丰富了棉花育种的遗传基础。通过20 多年的远缘杂交创制了784 份分别以海岛棉、达尔文棉和毛棉等为供体的陆地棉远缘杂交高世代材料；筛选出225 份早熟、高产、优质及多抗的棉花新品系，包括适用于长江流域早熟育种材料17 份；衣分在45%以上的棉花新种质29 份；纤维长度在31-35mm、比强度在32-42cN/tex、马克隆值在4.5 以下的优质材料129 份；抗棉、红铃虫材料32 份；高抗枯萎病棉花材料18 份；抗旱耐高温等棉花新种质29 份等。其中HD93-311、99-351、99-4102 等被河南农科院等单位引种后，培育出系列新品种。通过轮回选择和聚合育种，丰富了棉花杂交育种亲本的遗传结构。通过分子标记系统评价，建立了棉花骨干亲本群，获得了B-11、4-5、华116 等优良亲本。
2、培育出“华杂棉1 号”、“华杂棉2 号”、“华惠103”、“华杂棉4 号”和“华杂棉H318”等5 个优质、高产、多抗棉花新杂交种并大面积应用于生产。这些品种的突出特点是产量高，纤维品质优，抗病虫，在三大主体性状上相互协调。其中“华杂棉H318”、“华杂棉2 号”和“华杂棉1 号”的皮棉产量较区试对照种增产接近或超过10%；“华杂棉H318”、“华杂棉4 号”、“华杂棉2 号”和“华杂棉1 号”的纤维品质均达到国家优质棉标准。特别是“华杂棉H318”在国家组织的区试中具有高产、优质、多抗、适应性广等突出特点，在2009 年审定的5 个品种中综合指数居第一位。建立了杂交种分子鉴定技术和高效制种技术，为棉花新品种的推广应用提供保障。
3、研究了棉花重要农艺性状的遗传特点，创新了育种方法。对棉花纤维品质、产量、综合抗性等性状的遗传特点进行了研究；在棉花细胞突变体筛选、体细胞杂交、转基因技术等创造棉花新材料方面形成了特色，建立了成熟的棉花分子育种技术体系。获得发明专利5 项，发表相关研究论文114 篇，其中SCI 论文42 篇，丰富了棉花种质创新与育种的新方法、新理论，为棉花高效育种提供了科学依据。
4、研制出杂交棉配套栽培技术，推动了杂交棉生产方式的转变。研制出“推迟播种，合理密植，集中施肥且氮肥后移”的促早熟简化高效栽培模式，扭转了杂交棉‘稀植大株大肥’的低效栽培模式，保证了品种丰产、稳产和与小麦、油菜等作物的接茬，提升了农户植棉效益，推动了杂交棉生产方式的转变。
通过产、学、企合作，实现了农业科研成果的迅速转化和生产、科研、企业共赢。累计在湖北、河南、湖南、江西、安徽等省共推广应用1200 多万亩，近三年推广应用747.7 万亩。累计增收皮棉10636.55 万公斤，新增直接产值14.47 亿元，推动了育种方法、技术和理论的创新，总体社会、经济和生态效益显著。主要研究成果于2004 年、2012 年分别获湖北省科技进步一等奖，2008 年湖北省技术发明二等奖。