葡萄是世界上重要的果树之一，是第4个完成全基因组测序的开花植物，测序完成时间仅次于拟南芥、水稻、杨树之后。尽管葡萄栽培已有很长的历史，但是葡萄种子贮藏、休眠和萌发仍旧是葡萄育种和种质改善的主要障碍。本论文选择具有不同起源和遗传背景的葡萄种或品种，对其种子贮藏、休眠和萌发的生物性状进行了较全面和深入的研究，并且探讨其生理和生态学意义。　　 研究的几个种或品种中，蘡欧杂种(V.bryoniaefolia×V.vinifera)‘北丰’和欧亚种(V.vinifera)‘京秀’具有脱水敏感性，而其它种或品种都具有脱水耐性。葡萄属种子的脱水敏感性差异可能主要与其休眠特性有关。‘北丰’种子的脱水敏感性与脱水过程中种子活性氧(reactive oxygen species，ROS)清除的能力下降有关。超氧化物岐化酶(SOD)对脱水最为敏感，在脱水过程中发生显著下降。抗氧化系统相关酶的测定表明，SOD和过氧化氢酶(CAT)可能是葡萄种子中主要的活性氧清除酶。对于‘北丰’种子，快速脱水比慢速脱水带来更多的伤害，从而抗氧化系统的相关酶活性的变化在两种脱水方式中存在显著的差异。　　 在研究的10个品种中，除欧亚种‘京秀’外，都具有休眠。除美洲种‘康可’(V.labrusca)外，层积都可以解除种子休眠，最有效的层积温度为5℃，且种子含水量必须大于0.28g/g。葡萄种子休眠的解除速率在不同种中为：欧亚种＞欧山杂种(V. vinifera×V.amurensis)＞山葡萄(V.amurensis)＞欧美杂种(V.vinifera×V.labrusca)＞美洲种；而在山葡萄之间，休眠解除速率为：‘左山1×双庆’＞‘双红’＞‘通化1’＞‘左山2’＞‘左山1’＞‘双优’。暖层积预处理以及种子的干燥可以促进休眠的解除，尤其是山葡萄种子。休眠解除后，种子置于不同温度下萌发表明，葡萄种子的萌发需要变温条件，尤以山葡萄最为明显。总的来说，30/20℃萌发对所有葡萄种子都是最有利的，但是有些葡萄品种在所有变温以及一些恒温条件具有相同的萌发率。葡萄种子休眠的种间和种内差异可能与葡萄的起源和生境（包括原初生境和栽培生境）有关。杂交种休眠居于父母本之间。　　 以‘北醇’种子为材料，建立的量化数学模型表明，层积通过3种不同的方式影响种子休眠的解除：(1)当种子层积在低于15℃的条件，种子休眠随着层积时间的延长而得到持续的解除；(2)当种子层积在15℃和20℃时，种子休眠解除效果先随层积时间延长而增加，而后又发生下降;(3)种子持续层积在25℃时会导致可萌发种子的数量减少。这些结果反映了层积过程中种子休眠解除和诱导的同时存在。种子休眠的解除速率随层积温度升高呈两阶段变化，而休眠的诱导速率则呈指数型增长。　　 本文研究发现热蕴时间(thermal time)模型仅能有效地量化种子在低于最适温度的休眠解除，并建立了一种结合休眠解除和诱导的量化模型，可以很好地描述种子在低于和高于最适温度的休眠解除。将可萌发种子的百分率对温度或种子含水量作图并回归（包括低于和高于最适温度或最适种子含水量），揭示了不同层积条件下最适层积温度(Tso)和最适层积含水量(Wso)的变化。随层积时间的延长，Tso从10.6℃降至5.3℃;而随层积温度的升高，Wso从5℃层积时的＞0.40g/g降至30℃层积时的0.23g/g。　　 葡萄种子可以通过多样化的层积方式来解除休眠，并且可以在非常宽的温度和水分条件下进行，反映了葡萄种子适应自然环境策略的多样性。