CN103555842A - 动物衣原体Taqman-MGB探针多重实时荧光定量PCR检测用引物、试剂盒和方法 - Google Patents

动物衣原体Taqman-MGB探针多重实时荧光定量PCR检测用引物、试剂盒和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种动物衣原体Taqman-MGB探针多重实时荧光定量PCR检测用引物、试剂盒和方法。多重Taqman-MGB探针实时荧光PCR方法可对流产嗜衣原体（Ch.abortus）、家畜嗜衣原体(Ch.pecorum)、鹦鹉热嗜衣原体（Ch.psittaci）进行快速检测。本检测方法以三种衣原体靶序列MOMP的保守区域为基础，设计3对引物和3条Taqman-MGB探针。本发明只需要两步法扩增法及简单的反应条件就可以快速、高效、特异性、高灵敏度地检测目的靶序列，且操作简便，不需要昂贵的仪器和试剂，对操作人员没有技术上的要求，检测成本低，检测时间短。可避免因进行琼脂糖电泳而可能造成的交叉污染，从而提高检测的准确率和可信度。

Description

动物衣原体Taqman-MGB探针多重实时荧光定量PCR检测用引物、试剂盒和方法
技术领域
本发明涉及动物分子生物学检验方法及检验试剂领域，具体涉及一种动物衣原体Taqman—MGB探针多重实时荧光定量PCR检测用引物、试剂盒和方法。
背景技术
动物衣原体病(Chlamydiosis)是由各类衣原体(Chlamydia)感染哺乳动物、禽类等动物所发生的一类十分重要的自然疫源性传染病。该病呈地方流行，常造成很大危害及经济损失。衣原体科的最新分类研究表明，衣原体科（Chlamydiaceae）分为衣原体属（Chlamydia）和嗜衣原体属（Chlamydophila），包括沙眼衣原体（Chlamydia trachomatis）、猪源衣原体(Chlamydia suis)、鼠沙眼衣原体（Chlamydia muridarum）、流产嗜衣原体(Chlamydophila abortus)、猫嗜衣原体(Chlamydophilafelis)、家畜嗜衣原体(Chlamydophila pecorum)、肺炎衣原体(Chlamydophila pneumoniae)和鹦鹉热衣原体(Chlamydophila psittaci)。动物衣原体病中鹦鹉热衣原体病和流产衣原体病被国际动物卫生组织（Office International des Epizooties， OIE）列为B类疾病，
我国农业部动物疫病分类方法(1999-02-12）将衣原体病归为三类动物病原微生物。根据OIE《陆生动物手册》相关规定：进出口来自于衣原体疫区或国家的相关动物及其产品须兽医主管部门出具相关证明，严格限制，这极大的影响畜牧业和国际贸易的发展。同时由于部分衣原体病属于人兽共患传染病，在公共卫生安全领域尤其畜牧从业人员、医护人员等影响较大，为此对衣原体的检测，显得十分必要。为了方便对进出口的肉质产品进行检验，减小人类和动物感染衣原体的可能性，对衣原体的检测显得尤为重要。
 TaqMan探针是一种寡核苷酸探针，荧光基团链接在探针的5，末端，淬灭基团则在3，端。当探针与靶序列配对时，荧光基团发射的荧光因与3，端的淬灭基团接近而被淬灭。在进行延伸反应时，聚合酶的5，外切酶活性将探针切断，使得荧光基团与淬灭基团分离，发射荧光。一分子的产物生成就会伴随着一分子的荧光信号的产生。随着扩增循环数的增加，释放出来的荧光基团不断的积累。因此TaqMan探针检测的是积累荧光。目前，水解探针已被用于基因检测、病毒定量、癌细胞基因微突变检测、细胞因子基因定量等，其结果都具有高特异性与高敏感性。
    TaqMan—MGB探针是近年来的一种新型探针，它的淬灭基团是一种非荧光的淬灭基团，本身不会发生荧光，这样就降低了PCR反应荧光本底信号的强度，进一步提高了其敏感性。
中国发明专利（申请号为：200910103457.4 、200910094278、200480005196.8、201310009019.8 、201180015187.7 、201110143186.2、201110279330.5 、200910200396.3、200910200393.X 、200910094272.1、200910094279.3 等）分别公开了采用荧光定量PCR扩增技术检测病菌和动物疫病的方法。但是，目前尚无利用TaqMan—MGB探针荧光定量PCR扩增技术检测三种衣原体分型的试剂盒及检测方法的报道。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的第一个目的是提供一种三种衣原体（流产嗜衣原体、家畜嗜衣原体和鹦鹉热衣原体）TaqMan—MGB探针多重实时荧光定量PCR检测用引物，第二个目的是提供使用该引物的试剂盒，第三个目的是提供使用上述检测用引物的试剂盒对进出口的肉质产品进行检验的检测方法。
为了实现上述第一目的本发明采用的技术方案是：一种动物衣原体Taqman—MGB探针多重实时荧光定量PCR检测用引物，包括流产嗜衣原体上游引物，其DNA序列为SEQ ID NO.1；流产嗜衣原体下游引物，其DNA序列为SEQ ID NO.2；流产嗜衣原体MGB探针，其DNA序列为SEQ ID NO.3。
家畜嗜衣原体上游引物，其DNA序列为SEQ ID NO.4；家畜嗜衣原体下游引物，其DNA序列为SEQ ID NO.5；家畜嗜衣原体MGB探针，其DNA序列为SEQ ID NO.6。
鹦鹉热衣原体上游引物，其DNA序列为SEQ ID NO.7；鹦鹉热衣原体下游引物，其DNA序列为SEQ ID NO.8；鹦鹉热衣原体MGB探针，其DNA序列为SEQ ID NO.9。
为了实现本发明的第二目的采用的技术方案是：动物衣原体Taqman—MGB探针多重实时荧光定量PCR检测用试剂盒，它包括扩增反应液管、阳性对照管、阴性对照管和灭菌去离子水管，其中：
所述扩增反应液管，管内由以下反应液组成：
DNA序列为SEQ ID NO.1的10μmol/L的流产嗜衣原体上游引物0.4μL；
DNA序列为SEQ ID NO.2的10μmmol/L的流产嗜衣原体下游引物0.4μL；
DNA序列为SEQ ID NO.3的10μmol/L的流产嗜衣原体MGB探针0.4μL；
DNA序列为SEQ ID NO.4的10μmol/L的家畜嗜衣原体上游引物0.2μL；
DNA序列为SEQ ID NO.5的10μmol/L的家畜嗜衣原体上游引物0.2μL；
DNA序列为SEQ ID NO.6的10μmol/L的家畜嗜衣原体 MGB探针0.1μL；
DNA序列为SEQ ID NO.7的10μmol/L的鹦鹉热衣原体上游引物0.6μL；
DNA序列为SEQ ID NO.8的10μmol/L的鹦鹉热衣原体上游引物0.6μL；
DNA序列为SEQ ID NO.9的10μmol/L的鹦鹉热衣原体MGB探针0.2μL；
2×Premix Ex Taq缓冲液 10μL；
灭菌去离子水 3.9μL；
合计17μL，为单次反应的用量；
所述阳性对照管，管内为所述流产嗜衣原体、家畜嗜衣原体和鹦鹉热衣原体三种衣原体的阳性重组质粒的混合DNA，体积为20μL；
所述阴性对照管，管内为无所述三种衣原体感染的上皮组织基因组DNA，体积为20μL；
所述灭菌去离子水管 1mL～2mL。
上述三种探针，流产嗜衣原体MGB探针、家畜嗜衣原体 MGB探针和鹦鹉热衣原体MGB探针的5，端分别标记有报告基团NED、FAM和VIC，它们的3，端标记有非淬灭基团。
为了实现上述第三目的本发明采用的技术方案是：动物衣原体Taqman-MGB探针多重实时荧光定量PCR检测的非疾病诊断目的的检测方法，包括如下步骤： 1）制备待检模板DNA：选用市售化的细胞培养液DNA提取试剂盒，提取待检样品中DNA，获得待检模板DNA；
2）扩增反应体系为：17μL扩增反应液；3μL待检模板DNA或阳性对照或阴性对照；反应体系的总体积为20μL;
3）三种衣原体荧光定量PCR扩增：将配制好的步骤2）中的扩增反应体系进行PCR管反应，条件：预变性95℃ 30s；95℃ 5s，58℃ 30s～34s（使用ABI 7500建议采用34s） 40个循环；在58℃ 30s进行荧光信号的采集；
4）结果判定：将扩增反应在35个循环以内及扩增曲线良好的反应直接判定为阳性，35个循环以后的可直接判定为阴性，同时阳性对照的扩增明显，阴性对照没有扩增。
本发明的原理是：针对三种衣原体1000bp左右的靶序列上MOMP保守区域分别设计3对引物和3条MGB探针，利用探针只与模板特异性地结合，其结合的位点在两条引物之间。三条探针的5，端标记有报告基团分别为FAM、VIC、NED,3，端标记有非淬灭基团，本身不产生荧光，可以大大降低本低信号的强度。同时探针上还连接有MGB修饰基团，可以将探针的Tm值提高10℃左右。因此为了获得同样的Tm值，可以将MGB探针设计的更短，既降低了合成车成本，也使得探针设计的成功率大为提高。这种实验方法所使用的仪器比较简单，同时克服了传统PCR 固有的检测时间长、容易污染及检测成本等缺点、此外，该检测方法对检测人员的技术素质要求较低，实际操作极为简单，不需要特殊的试剂和仪器设备，有利于建立成本低廉的快速筛选体系。
TaqMan—MGB探针荧光定量PCR扩增技术是一种简便、快速、高度特异性的基因扩增方法。将此基因扩增技术与普通PCR或普通的TaqMan探针技术进行比较，可发现该技术在灵敏度、特异性和检测范围等指标上优于上面的技术，且不依赖于任何专门的仪器设备即可实现现场高通量快速检测。现有的猪衣原体的检测周期较长，约1天，操作繁琐，而本发明的试剂盒仅需50min左右。
本发明的优点是（1）、不需要特殊试剂与设备；（2）、高特异性：应用MOMP的保守区段，3对引物及3条MGB探针，根据是否扩增就能判断靶标物质的存在与否，阳性率可达于99.2%，假阳性率小于0.2%；（3）、快速、高效扩增：检测时间50min左右；（4）、灵敏度高：最低检测极限达分别达到2.02×10拷贝/μL，3.08拷贝/μL，1.6×10拷贝/μL。标本的检出率达到98.8%；（5）、鉴定简便：通过最后的扩增曲线就可以进行结果的精确的，无需电泳等其他任何分析步骤；（6）、用途：可用于三种衣原体及其相关产品的快速检测及分型。
附图说明
图1为特异性试验结果；
图2为流产嗜衣原体的灵敏度试验结果；
图3为家畜嗜衣原体的灵敏度试验结果；
图4为鹦鹉热衣原体的灵敏度试验结果；
图5为稳定性试验结果；
图6为家畜嗜衣原体标准曲线；
图7为流产嗜衣原体标准曲线；
图8为鹦鹉热衣原体标准曲线；
图9为三种衣原体同时扩增的标准曲线；
图1中：分别采用了家畜嗜衣原体菌株VR-1575，肺炎衣原体菌株53592，流产嗜衣原体菌株VR-656，鹦鹉热衣原体，沙眼衣原体菌株VR-878，小鼠衣原体VR-123,猫衣原体，阴性对照。
具体实施方式
实施例1，引物的设计及筛选
三种衣原体（包括流产嗜衣原体、家畜嗜衣原体和鹦鹉热衣原体）荧光定量PCR扩增引物及探针，其设计是根据GenBank公布的三种衣原体MOMP基因的参考序列，用MEGA5进行比对，分析序列并在其保守区域进行引物与探针的设计。采用探针设计软件Primer Express 3.0，设计12套荧光定量引物，由英骏（上海）有限公司合成，利用ABI 7500 FAST PCR仪对反应进程中的扩增情况进行实时监控，对不同引物组及探针扩增的起始时间、进入最大扩增速率的时间、最大扩增速率及达到平台期所需时间等参数进行分析，筛选出扩增速率最高、特异性好的三组荧光定量PCR扩增引物与探针，分别标记为SEQ ID NO.1～SEQ ID NO.9，其中引物与探针的的浓度均为10 μmol/L。同时，利用PCR引物软件设计阳性重组质粒DNA的PCR引物，其核苷酸序列分别为：PCR上游引物：SEQ ID NO.10；PCR下游引物：SEQ ID NO.11；它们的体积比为1:1。
SEQ ID NO.1代表的序列为：5’-GCATGGGTGCAGTTCCTACA-3’
SEQ ID NO.2代表的序列为：5’-TGGGTCTATCCGTAGGAGTTTTG-3’
SEQ ID NO.3代表的序列为:5’NED-ACCGCAGCAGCTAA-MGB3’
SEQ ID NO.4代表的序列为：5’-GCAGAGCCAAGTTTATTAATTG-3’。
SEQ ID NO.5代表的序列为：5’-TAGCGCAAGGATCACATG-3’
SEQ ID NO.6代表的序列为：5’FAM-ACCGCAGCAGCTAA-MGB3’
SEQ ID NO.7代表的序列为：5’-GCAACTCCTACGCAGGCTACA-3’
SEQ ID NO.8代表的序列为：5’-TCGGTCTGCCATTTGCTTCT-3’
SEQ ID NO.9代表的序列为：5’VIC-AACGCAAGTAATACTAATCA-MGB3’
SEQ ID NO.10代表的序列为：5’-CTCCTTRCAAGCYYTGCCTGT-3’。
SEQ ID NO.11代表的序列为：5’-GTGAGCWGCTCTTTCRTYRATTAARCG-3’
实施例2，阳性对照品的制备
用试剂盒提取流产嗜衣原体细胞培养物的核酸，将其核酸进行PCR及电泳鉴定，采用PCR上游引物SEQ ID NO.10和PCR下游引物SEQ ID NO.11按照常规PCR扩增方法进行扩增，并使用胶回收试剂盒回收扩增的条带。按照1：10的比例和pMD19T载体进行连接反应，4℃连接过夜，转化DH5α菌，经抗性选择和PCR鉴定阳性后，再测序验证，利用分光光度计测定其核酸的OD值，使其260/280的比值在1.8~2.0之间。获得流产嗜衣原体阳性重组质粒DNA。按照上述方法制备家畜嗜衣原体和鹦鹉热衣原体阳性重组质粒DNA。将三种阳性重组质粒按照1:1:1的体积比例混合。
实施例3，阴性对照品的制备
用试剂盒提取无上述三种衣原体的上皮组织的DNA，进行PCR及电泳鉴定。
实施例4，三种衣原体荧光定量PCR扩增快速检测方法：包括如下步骤：
1）制备待检模板DNA：选用商品化的DNA提取试剂盒，提取样品中的DNA，获得待检模板DNA；
2）扩增反应体系为：17μL扩增反应液；3μL待检模板DNA或阳性对照或阴性对照；反应体系的总体积为20μL;
3）三种衣原体荧光定量PCR扩增：将配制好的步骤2）的扩增反应体系进行PCR管反应条件：预变性95℃ 30s；95℃ 5s，58℃ 30s（使用ABI 7500建议采用34s） 40个循环；在58℃ 30s进行荧光信号的采集。
4）结果判定：将扩增反应在35个循环以内及扩增曲线良好的反应直接判定为阳性，35个循环以后的可直接判定为阴性，同时阳性对照的扩增明显，阴性对照没有扩增。
实施例5，三种衣原体荧光定量PCR扩增的特异性试验
采用实施例4的反应体系及反应条件进行特异性的试验，所采用的模板分别是家畜嗜衣原体菌株VR-1575，肺炎衣原体菌株53592，流产嗜衣原体菌株VR-656，鹦鹉热衣原体，沙眼衣原体菌株VR-878，小鼠衣原体VR-123,猫衣原体，阴性对照。本方法为多重PCR方法，可以同时扩增出三种不同的衣原体,参见图1的结果显示，图中三条曲线分别表示家畜嗜衣原体、流产嗜衣原体、鹦鹉热衣原体。
实施例6，三种衣原体荧光定量PCR扩增的灵敏度试验
    将所建立的三种阳性重组质粒标准品分别进行10倍倍比稀释，采用实施例4的反应体系及反应条件进行灵敏度试验，结果显示出，建立的该方法最低能够检测出分别为：流产嗜衣原体为2.02×10拷贝∕μL，家畜嗜衣原体为3.08拷贝∕μL，鹦鹉热衣原体1.6×10拷贝∕μL的DNA样品。
结果如图2、3、4所示：图2表示中从左到右表示的浓度分别是：2.02×106拷贝∕μL、2.02×105拷贝∕μL、2.02×104拷贝∕μL、2.02×103拷贝∕μL、2.02×102拷贝∕μL、2.02×101拷贝∕μL、2.02×100拷贝∕μL；图3表示家畜嗜衣原体的灵敏度，从左到右表示的浓度分别是：3.08×106拷贝∕μL、3.08×105拷贝∕μL、3.08×104拷贝∕μL、3.08×103拷贝∕μL、3.08×102拷贝∕μL、3.08×101拷贝∕μL、3.08×100拷贝∕μL；图4表示鹦鹉热衣原体的灵敏度，从左到右表示的浓度分别是：1.6×106拷贝∕μL 、1.6×105拷贝∕μL 、1.6×104拷贝∕μL 、1.6×103拷贝∕μL 、1.6×102拷贝∕μL 、1.6×101拷贝∕μL 、1.6×100拷贝∕μL 。
实施例7，三种衣原体荧光定量PCR扩增的重复性试验
以重组质粒标准品（三种衣原体的混合重组质粒）1.7×106拷贝/μL与 1.7×107 拷贝/μL为模板，采用实施例4的反应体系及反应条件进行重复性试验，组内与组间重复试验变异系数为0.595％~ 1.642％ ，表明该方法具有较好的重复性。参见图5的结果显示。
实施例8，三种衣原体荧光定量PCR扩增的标准曲线的建立
      把三种衣原体的混合重组质粒标准品进行五个倍比稀释，进行标准曲线的制作，以荧光强度的对数值为横坐标，循环数为纵坐标作图，得到标准曲线，相关系数都为R2=0.999，扩增效率分别达到：家畜嗜衣原体Ch. pecorum 99.5％；鹦鹉热衣原体Ch. Psittaci 103.2％；流产嗜衣原体Ch. abortus 103.2％；其扩增方程分别为：家畜嗜衣原体（Ch. pecorum）Y=‐3.34x+38.80, 鹦鹉热衣原体(Ch. psittaci) Y=‐3.25x+40.36, 流产嗜衣原体(Ch. abortus) Y=‐3.24x+38.51。由此可见本实验所建立的标准曲线的扩增效率是较好，其荧光曲线与所检测的靶基因浓度之间的相关性较好，准确度较高。参见图6、7、8、9的结果显示。
SEQUENCE LISTING
 <110>  重庆出入境检验检疫局检验检疫技术中心
<120>  动物衣原体Taqman—MGB探针多重实时荧光定量PCR检测用引物、试剂盒和方法
<160>  11  
 
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gcatgggtgc agttcctaca                                                20
 
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tgggtctatc cgtaggagtt ttg                                             23
        
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NED-accgcagcag ctaa-MGB                                          14
 
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gcagagccaa gtttattaat tg                                              22
 
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tagcgcaagg atcacatg                                                   18
 
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FAM-accgcagcag ctaa-MGB                                             14
 
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<211>  21
<212>  DNA
<213>  人工序列
 
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gcaactccta cgcaggctac a                                                 21
 
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<211>  20
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<213>  人工序列
 
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<212>  DNA
<213>  人工序列
 
<400>  SEQ ID NO.11
gtgagcwgct ctttcrtyra ttaarcg                                           27

Claims (4)

1. 一种动物衣原体Taqman—MGB探针多重实时荧光定量PCR检测用引物，其特征在于：包括流产嗜衣原体上游引物，其DNA序列为SEQ ID NO.1；
流产嗜衣原体下游引物，其DNA序列为SEQ ID NO.2；
流产嗜衣原体MGB探针，其DNA序列为SEQ ID NO.3；
家畜嗜衣原体上游引物，其DNA序列为SEQ ID NO.4；
家畜嗜衣原体下游引物，其DNA序列为SEQ ID NO.5；
家畜嗜衣原体MGB探针，其DNA序列为SEQ ID NO.6；
鹦鹉热衣原体上游引物，其DNA序列为SEQ ID NO.7；
鹦鹉热衣原体下游引物，其DNA序列为SEQ ID NO.8；
鹦鹉热衣原体MGB探针，其DNA序列为SEQ ID NO.9。
2.动物衣原体Taqman—MGB探针多重实时荧光定量PCR检测用试剂盒，其特征在于：它包括扩增反应液管、阳性对照管、阴性对照管和灭菌去离子水管，其中：
所述扩增反应液管，管内由以下反应液组成：
DNA序列为SEQ ID NO.1的10μmol/L的流产嗜衣原体上游引物0.4μL；
DNA序列为SEQ ID NO.2的10μmmol/L的流产嗜衣原体下游引物0.4μL；
DNA序列为SEQ ID NO.3的10μmol/L的流产嗜衣原体MGB探针0.4μL；
DNA序列为SEQ ID NO.4的10μmol/L的家畜嗜衣原体上游引物0.2μL；
DNA序列为SEQ ID NO.5的10μmol/L的家畜嗜衣原体上游引物0.2μL；
DNA序列为SEQ ID NO.6的10μmol/L的家畜嗜衣原体 MGB探针0.1μL；
DNA序列为SEQ ID NO.7的10μmol/L的鹦鹉热衣原体上游引物0.6μL；
DNA序列为SEQ ID NO.8的10μmol/L的鹦鹉热衣原体上游引物0.6μL；
DNA序列为SEQ ID NO.9的10μmol/L的鹦鹉热衣原体MGB探针0.2μL；
2×Premix Ex Taq缓冲液 10μL；
灭菌去离子水 3.9μL；
合计17μL，为单次反应的用量；
所述阳性对照管，管内为所述流产嗜衣原体、家畜嗜衣原体和鹦鹉热衣原体三种衣原体的阳性重组质粒的混合DNA，体积为20μL；
所述阴性对照管，管内为无所述三种衣原体感染的上皮组织基因组DNA，体积为20μL；
所述灭菌去离子水管 1mL～2mL。
3.根据权利要求2所述动物衣原体Taqman—MGB探针多重实时荧光定量PCR检测用试剂盒，其特征在于：所述流产嗜衣原体MGB探针、家畜嗜衣原体 MGB探针和鹦鹉热衣原体MGB探针的5，端分别标记有报告基团NED、FAM和VIC，它们的3，端标记有非淬灭基团。
4.利用权利要求2所述试剂盒进行动物衣原体Taqman-MGB探针多重实时荧光定量PCR检测的非疾病诊断目的的检测方法，包括如下步骤：其中所述动物衣原体包括流产嗜衣原体、家畜嗜衣原体和鹦鹉热衣原体；
1）制备待检模板DNA：选用市售化的细胞培养液DNA提取试剂盒，提取待检样品中DNA，获得待检模板DNA；
2）扩增反应体系为：17μL扩增反应液；3μL待检模板DNA或阳性对照或阴性对照；反应体系的总体积为20μL;
3）三种衣原体荧光定量PCR扩增：将配制好的步骤2）中的扩增反应体系进行PCR管反应，条件：预变性95℃ 30s；95℃ 5s，58℃ 30s～34s 40个循环；在58℃ 30s进行荧光信号的采集；
4）结果判定：将扩增反应在35个循环以内及扩增曲线良好的反应直接判定为阳性，35个循环以后的可直接判定为阴性，同时阳性对照的扩增明显，阴性对照没有扩增。
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