贝加尔湖是世界上最深的湖泊之一，也是最古老的湖泊（约2500万年的历史），由贝加尔裂谷带的构造活动形成。该湖长度达636公里，宽度从塞伦加河三角洲附近的25公里到巴尔古津河口的80公里不等。位于中亚，海拔455.6米，表面积为31,500平方公里，海岸线长约2000公里。湖中央的深度达到1637米，而南部和北部盆地的深度分别为1432米和889米（Galaziy, 1993）。作为最大的淡水储库，贝加尔湖含有地球上20%的地表淡水，体积为23,000立方公里。其深层水体全年温度稳定在约4°C。该湖还以其高氧饱和度（>80%）、低营养水平和极低的有机碳含量而闻名（Khodzher等人，2018）。这些独特的地质和水文特征促进了其极高的生物多样性和特有性（Kozhova和Izmest’eva，1998）。
病毒是专性细胞内寄生虫，可能感染所有类型的细胞生命（Simmonds等人，2017）。与传统方法不同，宏基因组学可以识别在实验室条件下难以或无法获得的病毒。此前，宏基因组学已经在各种水生环境中鉴定出许多双链DNA（dsDNA）病毒（Gregory等人，2019；Palermo等人，2019；Watkins等人，2015），但在某些情况下，分析显示单链DNA（ssDNA）病毒占主导地位（Aguirre de Cárcer等人，2015；Zeigler Allen等人，2017）。
Circoviridae成员感染动物；Bacilladnaviridae感染硅藻；Genomoviridae感染真菌；Nanoviridae和Geminiviridae感染植物。Smacoviridae成员以及最近描述的Redondoviridae家族成员是通过宏基因组学发现的，据推测也感染动物，尽管有人提出Smacoviridae可能与产甲烷的古菌有关（Krupovic等人，2020）。
大多数ssDNA病毒拥有一个小的环状基因组，通过滚环机制进行复制（Zhao等人，2019），而细小病毒和双链病毒则具有线性的单链DNA基因组（Cotmore和Tattersall，2014；Krupovic和Koonin，2014）。Zhao等人（2019）将编码复制起始蛋白（Rep）的环状单链DNA病毒称为环状复制编码单链（CRESS）DNA病毒。
所有真核CRESS-DNA病毒都编码超家族3解旋酶（S3H），这些解旋酶通常与HUH内切酶融合形成双域Rep蛋白。相比之下，原核ssDNA病毒编码单一的HUH内切酶。此外，ssDNA病毒Rep蛋白的N端内切酶结构域包含称为滚环复制（RCR）基序I、II和III的保守基序（Rosario等人，2012）。此外，在超家族3的C端解旋酶结构域中，所有感染真核生物的环状ssDNA病毒的主要家族的Rep蛋白都表现出四个保守的基序：Walker A、B和C（Rosario等人，2012）以及一个“精氨酸指”基序（Kazlauskas等人，2017）。大多数CRESS DNA基因组的另一个特征是保守的复制起始位点（ori），该位点由预测的茎环结构顶部的非九核苷酸基序标记，滚环复制在此处开始（Rosario等人，2012）。
先前的研究揭示了多种CRESS病毒的多样性，其中大多数尚未培养和分类（Kazlauskas等人，2018）。与衣壳蛋白不同，Rep蛋白在不同CRESS DNA病毒群体之间表现出显著的相似性，并具有保守的结构域组织，包括N端核酸酶和C端解旋酶结构域。因此，Rep蛋白被提议作为CRESS DNA病毒的大分类标记（Koonin等人，2020）。在未分类的CRESS病毒中，71%具有嵌合Rep蛋白。这种嵌合性表明未分类的CRESS病毒构成了一个动态的群体。去除嵌合序列后，发现了六个单系Rep群体（Kazlauskas等人，2018）。CRESS-DNA病毒的Rep蛋白与小型细菌滚环复制质粒的同源Rep蛋白最为接近，这些质粒也编码HUH和S3H（Kazlauskas等人，2019）。
根据Rosario等人（2012）的研究，CRESS病毒的基因组分为八种类型。I型基因组的开放阅读框（ORFs）方向相反，并在主要ORFs的5′端具有潜在的茎环结构。II型基因组的ORFs具有环状病毒的特征，即双义组织和5′端的茎环结构。然而，在II型基因组的Rep编码链中未检测到保守的非九核苷酸序列。
III型和IV型基因组具有双义组织，但包含茎环结构的基因间区域位于主要ORFs的3′端。V型和VI型基因组的主要ORFs方向相同。VII型和VIII型基因组仅编码一个主要ORF，这些基因组可能代表多组分病毒或亚病毒元件。
先前的研究在贝加尔湖的浮游生物宏基因组（Butina等人，2021）、水转录组（Potapov等人，2023）以及本地淡水腹足类Benedictia baicalensis的转录组（Butina等人，2023）中检测到了类似CRESS DNA病毒的序列。然而，这些序列尚未进行详细分析。尽管宏基因组学研究揭示了水生环境中双链DNA病毒的高度多样性，但据我们所知，CRESS DNA病毒在淡水生态系统中的研究仍然不足，尤其是在古老的湖泊中。
本研究的目的是从贝加尔湖<0.2 μm浮游生物样本中鉴定和表征CRESS DNA病毒序列。研究计划评估这些病毒在贝加尔湖水域的空间分布，确定它们在冰下季节（0–50米）上层水域的垂直分布，并分析它们出现的季节性和年际动态，以识别其分布的生态模式。
