双链DNA病毒(dsDNA viruses)是一种以双链DNA为遗传物质,利用依赖于DNA的DNA聚合酶进行复制的病毒。双链DNA病毒种类多样,包括核质巨DNA病毒(nucleocytoplasmic large DNA viruses)、疱疹病毒(herpesvirus)、杆状病毒(baculovirus)、裸杆状病毒(nudivirus)、多分DNA病毒(polydnavirus)等。在偶然的情况下,双链DNA病毒会整合到宿主生殖细胞形成内源性双链DNA病毒元件。内源性双链DNA病毒元件为研究远古病毒多样性以及病毒与宿主之间相互关系提供了重要的“分子化石”。目前尚无对真核生物内源性双链DNA病毒系统的挖掘和研究。本研究利用比较基因组学的方法在真核生物基因组中系统地挖掘内源性双链DNA病毒。研究结果发现内源性双链DNA病毒在真菌、动物(如鱼、昆虫和哺乳动物)、原生生物以及植物基因组中广泛存在,表明双链DNA病毒可以广泛感染真核生物。本文对新发现的内源性双链DNA病毒与具有代表性的外源性双链DNA病毒、真核生物、原核生物以及噬菌体序列进行系统发生分析,阐明了新发现的内源性双链DNA病毒在双链DNA病毒中的进化位置。本研究拓展了双链DNA病毒多样性,为进一步探究双链DNA病毒分类、起源、进化和传播模式提供了重要的资源。我们对真菌基因组中发现的内源性双链DNA病毒和昆虫基因组中发现的内源性裸杆状病毒进行了进一步的分析。目前在真菌中鲜有双链DNA病毒感染的报道。本研究利用比较基因组学结合系统发生分析的方法在真菌的基因组中系统地挖掘了内源性双链DNA病毒元件。研究结果发现了两个双链DNA病毒的新类群,分别命名为α型真菌双链DNA病毒(fundsalphaviruses)和β型真菌双链DNA病毒(fundsbetaviruses)。α型真菌双链DNA病毒至少曾感染真菌六个门中的物种,与巨大病毒亲缘关系较近。β型真菌双链DNA病毒可感染真菌球囊菌门中的物种,与非洲猪瘟病毒亲缘关系较近。本研究通过比较病毒和宿主系统发生关系的一致性发现α型真菌双链DNA病毒经历了频繁地跨宿主传播。研究结果发现α型和β型真菌双链DNA病毒的宿主范围至少涵盖真菌三分之一的门,表明双链DNA病毒广泛感染真菌。多分DNA病毒可与寄生蜂形成互利共生关系,包括了茧蜂病毒属(Bracovirus)和姬蜂病毒属(Ichnovirus)两个属。之前研究表明茧蜂病毒可能起源于一亿年前整合到小腹茧蜂类群基因组中的远古裸杆状病毒,但目前已知的裸杆状病毒与茧蜂病毒亲缘关系都比较远。本研究通过系统挖掘节肢动物基因组,在栗瘿广肩小蜂(Eurytoma brunniventris)中发现了许多内源性裸杆状病毒元件。其中14个内源性裸杆状病毒核心基因可能源于一个β型裸杆状病毒(命名为Ebr ENV-β)。系统发生分析发现Ebr ENV-β与茧蜂病毒形成姐妹群,表明Ebr ENV-β是茧蜂病毒已知的最近亲属。本文通过基因共线性分析发现核心基因顺序在Ebr ENV-β和裸杆状病毒并不保守,因此裸杆状病毒基因组进化具有高度的动态性。研究结果缩小了茧蜂病毒和裸杆状病毒间的进化间隙,为理解多分DNA病毒的起源和进化提供了新视角。本研究在真核生物中系统地研究了内源性双链DNA病毒的多样性和进化,发现了大量新的双链DNA病毒,极大拓展了双链病毒的多样性、进化和宿主范围的理解。