石远321是河北石家庄农科院与中科院遗传所协作,用陆地棉、海岛棉、野生瑟伯氏棉三个棉种进行远缘杂交,通过激素处理,杂种幼胚离体培养、染色体加倍使其恢复育性,再经回交转育,南繁北育、异地鉴定,历经过20个世代选育而成。 1993～1994年,在全国黄河流域棉花品种区域试验中,冀、鲁、皖、豫、晋、陕、苏等7省35点次,平均子棉、皮棉、霜前皮棉均居所有参试品种第一位,分别比全国抗病叫照品种中棉所12号增产12.6％、15.9％和19.7％。1995年在全国黄河流域棉花生产试验中,霜前皮棉每667平方米产益比对照中棉所12号增产26.5％。

赵国忠又与中科院遗传所合作采用远缘杂交的方法，将海岛棉、亚洲棉、野生瑟伯氏棉三个棉种的优异性状导入陆地棉中，使陆地棉产生丰富的变异，从而产生了一大批不同类型的优异种质资源。培育出了具有我国独立知识产权的第一个种间三元杂交新品种“石远321”。它集早熟、高产、稳产、抗逆于一体，籽棉、皮棉、霜前皮棉比获得国家发明一等奖的“中棉12”分别增产１２．６％，１５．９％和１９．７％，在新疆曾创下了252.7公斤的世界棉花单产最高纪录。同时它的育成还为我国棉花品种的改良提供了一条新途径。自1995年以来这个品种累计推广面积2100万亩，创经济效益17亿元。2000年，“石远321”获得国家科技进步二等奖。赵国忠还与中国科学院遗传研究所合作，用20多年的时间攻克了棉花远缘杂交育种理论与技术难题，在国际上首次构建棉属间杂交育种新体系，使我国棉花育种方法实现重大突破。其“远缘杂交育种体系的创立”获得中国科学院技术发明特等奖。