对棕色棉细胞质雄性不育系和保持系的小孢子发生进行了细胞学观察。结果表明，棕色棉不育系小孢子发生败育的时期是在造孢细胞增殖至小孢子母细胞进行减数分裂的整个过程。造孢细胞和小孢子母细胞退化导致雄性不育的主要细胞形态学特征是：造孢细胞核仁增大、细胞质液泡化和细胞形状畸形，还有因核仁物质弥散而使整个细胞染色较深；核仁穿壁很普遍；多核仁、细胞核核膜消失、细胞质液泡化；染色体行为异常；不育系花药小孢子母细胞成半月形；小孢子母细胞互相粘连成巨型团块；小孢子母细胞胞壁消失，核高度液泡化；彩色棉细胞质雄性不育花药内的造孢细胞和小孢子母细胞的败育与绒毡层的过早退化密切相关。

以棉花等基因系超短纤维突变体（Ligon Li1）及其野生型（Ligon li1）为材料，观察在田间生长和离体培养条件下纤维的超微结构，分析纤维伸长的细胞学特点。结果发现，在田间条件下，突变体纤维在伸长趋向停止时，与正常纤维比较，细胞质稀薄，小液泡增多，线粒体、高尔基体和内质网减少，细胞壁附近有较多游离或包含在质体中的淀粉粒，推测功能性细胞器的缺乏和淀粉的糖转化受阻是突变体纤维细胞过早退化和停止伸长的主要原因。在离体条件下，突变体胚珠在含GA3的培养基中产生一种因生长快而形成的巨大愈伤组织，它的表面覆盖一层白色、疏松、半透明、脆而易脱离胚珠的拟纤维细胞；这种拟纤维细胞常被细胞壁分截，形成不同于单细胞正常纤维的多细胞纤维，且有黑色斑点分布，如同田间棉花茎和叶上的色素腺体；多细胞纤维质膜处有大量的微管，初步具备次生壁沉积的条件；推测赤霉素（GA3）可诱导在田间自然条件下沉默的与纤维细胞分裂相关的基因的表达，从而刺激表皮细胞己分化完成的原始纤维细胞再次迅速分裂。

转gst基因棉花恢复系“浙大强恢”克服了传统恢复系的恢复力不够强的缺陷，用此种恢复系配制的杂种F1，其花粉育性强，杂种优势明显。进一步研究的结果表明：在造孢细胞增殖、小孢子减数分裂和花粉成熟三个时期，转基因恢复系花药中GST酶活性比受体恢复系花药中的都有极显著提高。与受体恢复系配制的F1相比，转基因恢复系配制的F1花药中GST酶活性也有极显著提高。相关性分析表明，以“浙大强恢”和“DES-HAF277”为父本配制的F1，其可育花粉率与其小孢子减数分裂时期和花粉成熟时期花药中GST酶活性呈极显著正相关，显示GST酶对棉花花粉育性有明显的促进作用。

用棉花杂交育种技术，将棕色棉纤维性状转育到现有的棉花细胞质雄性不育系、保持系和恢复系中，育成了一套棕色棉细胞质雄性不育系统（三系）：“棕A-ZJ12”、“棕B-ZJ015”和“棕R-ZJ02”。不育系分别与保持系、恢复系按2:1比例间隔种植，昆虫自然传粉，繁种产量和制种产量分别为1948.5千克/公顷和1282.5千克/公顷，杂种“棕杂1号”的皮棉产量为1266.0千克/公顷，表现为超亲优势。不育系“棕A-ZJ12”为完全雄性不育类型，它的花药体积、花药鲜重、柱头长度、受精前胚珠体积及鲜重均显著低于保持系和恢复系。应用AFLP同位素标记法，获得了棕色棉“三系”及杂种F1的DNA指纹图谱，在18对引物的扩增片段中存在52处多态性。研究表明AFLP是一种十分有效的DNA指纹技术，它具有多态性丰富、稳定性高、重复性好等优点。

以白色棉、棕色棉和绿色棉的成熟纤维为材料，用有机溶剂（乙醇、乙醚、二甲苯），酸性、碱性溶液，以及HNO3/乙醇溶液，分别对不同颜色纤维中的色素进行提取. 结果表明，采用HNO3/乙醇溶液消煮法可以将彩色纤维中的色素物质提取出来。HNO3/乙醇的色素提取液在光谱波长为412nm处有一个最大吸收峰；颜色深浅不同的棕色或绿色棉纤维提取液在这一波长处的吸收值差异显著，随着纤维颜色的加深提取液吸收值增大（0.0634～0.9900）；白色纤维的提取液在412nm处的吸收值很小（0.0072），可忽略不计。因此，用HNO3/乙醇法提取棉纤维色素和用分光光度计比色法可以定量比较彩色棉纤维的色泽深浅。在用酸性和碱性处理棕色和绿色棉纤维时，发现纤维颜色的深浅程度随处理溶液酸碱度的变化而变化，而且这种变化是可逆的。纤维中色素含量与纤维素含量存在负相关。