石遠321是河北石家莊農科院與中科院遺傳所協(xié)作,用陸地棉、海島棉、野生瑟伯氏棉三個棉種進行遠緣雜交,通過激素處理,雜種幼胚離體培養(yǎng)、染色體加倍使其恢復育性,再經回交轉育,南繁北育、異地鑒定,歷經過20個世代選育而成。 1993～1994年,在全國黃河流域棉花品種區(qū)域試驗中,冀、魯、皖、豫、晉、陜、蘇等7省35點次,平均子棉、皮棉、霜前皮棉均居所有參試品種第一位,分別比全國抗病叫照品種中棉所12號增產12.6％、15.9％和19.7％。1995年在全國黃河流域棉花生產試驗中,霜前皮棉每667平方米產益比對照中棉所12號增產26.5％。

趙國忠又與中科院遺傳所合作采用遠緣雜交的方法，將海島棉、亞洲棉、野生瑟伯氏棉三個棉種的優(yōu)異性狀導入陸地棉中，使陸地棉產生豐富的變異，從而產生了一大批不同類型的優(yōu)異種質資源。培育出了具有我國獨立知識產權的第一個種間三元雜交新品種“石遠321”。它集早熟、高產、穩(wěn)產、抗逆于一體，籽棉、皮棉、霜前皮棉比獲得國家發(fā)明一等獎的“中棉12”分別增產１２．６％，１５．９％和１９．７％，在新疆曾創(chuàng)下了252.7公斤的世界棉花單產最高紀錄。同時它的育成還為我國棉花品種的改良提供了一條新途徑。自1995年以來這個品種累計推廣面積2100萬畝，創(chuàng)經濟效益17億元。2000年，“石遠321”獲得國家科技進步二等獎。趙國忠還與中國科學院遺傳研究所合作，用20多年的時間攻克了棉花遠緣雜交育種理論與技術難題，在國際上首次構建棉屬間雜交育種新體系，使我國棉花育種方法實現(xiàn)重大突破。其“遠緣雜交育種體系的創(chuàng)立”獲得中國科學院技術發(fā)明特等獎。