CN107099580B - 用于进行个体识别的引物序列及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于扩增人类3号、6号、7号、8号、10号、11号、13号、14号、15号、16号、17号、18号、20号、21号、22号和X染色体的引物序列，并公开了其在进行个体识别中的应用。利用本发明提供的序列扩增相应染色体中DNA序列并进行个体识别的方法非常精准，可以作为物证鉴定领域的重要技术手段。本发明描述的根据SNP位点的碱基组成情况进行的个体识别方法准确性高，抗干扰能力强，能够精确识别个体。

Description

用于进行个体识别的引物序列及其应用
技术领域
本发明涉及个体识别技术领域,尤其是用于基于基因组SNP密集区DNA序列碱基组成的个体识别的引物及其应用。
背景技术
目前，个体识别广泛应用于日常生活中，尤其是在刑事案件侦查、犯罪嫌疑人筛选等领域，随着各方面对司法诉讼活动的科学性、客观性以及准确性要求的不断提高,物证鉴定领域不断发展,要求更为精确的分析手段来对案件中检材的个体来源进行确定,DNA分析由于其检验结果精确,成为物证鉴定领域的重要技术手段。
随着现代化进程的不断加速,多种个体识别技术，如指纹、虹膜等已经应用于日常的考勤、通讯终端和安全支付领域。然而，目前广泛使用的个体识别技术在准确性和抗干扰方面都存在一定的不足，如指纹和虹膜识别技术虽然能够快速识别个体，但由于分辨率和必须使用可识别器官(如手指、眼睛等)的限制，这些技术很难应用于犯罪嫌疑人筛选等对准确性要求极高的领域；虽然目前DNA指纹技术已经广泛用于刑事案件侦查和犯罪嫌疑人筛选等领域，但DNA指纹技术难以排除DNA污染、检测位点存在遗传连锁、PCR扩增引入的碱基错配、突变、PCR产物质量等造成的鉴定误差，因此急需一种更加准确可靠的鉴定技术。
单核苷酸多态性(SNP)在人类基因组中广泛分布，平均1000bp就含有一个SNP位点，这些SNP位点记录了人类不同时期发生的基因组突变信息；另外，这些SNP位点在人类基因组中分布不均匀，有些特定的区域SNP位点高度密集，这些区域较适合用于个体识别。因此，通过PCR扩增获得SNP位点密集区域并分析这些SNP位点的碱基组成情况，能够建立准确的个体特异性SNP位点碱基组成用于个体识别。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一组扩增人类基因组中SNP密集区的引物碱基序列及在个体识别中的应用。利用本发明提供的引物序列扩增相应染色体DNA片段经测序分析后进行个体识别的方法非常精准。可以做为物证鉴定领域的重要技术手段。
用于进行个体识别的引物序列，包括用于扩增人类3号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列3011F如SEQ ID NO：1所示和3011R如SEQ ID NO：2所示；
用于扩增人类6号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列6011F如SEQ ID NO：3所示和6011R如SEQ ID NO：4所示；
用于扩增人类7号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列7011F如SEQ ID NO：5所示和7011R如SEQ ID NO：6所示；
用于扩增人类8号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列8011F如SEQ ID NO：7所示和8011R如SEQ ID NO：8所示；
用于扩增人类10号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列1011F如SEQ ID NO：9所示和1011R如SEQ ID NO：10所示、1021F如SEQ ID NO：11所示和1021R如SEQ ID NO：12所示；
用于扩增人类11号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列1111F如SEQ ID NO：13所示和1111R如SEQ ID NO：14所示；
用于扩增人类13号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列1311F如SEQ ID NO：15所示和1311R如SEQ ID NO：16所示；
用于扩增人类14号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列1412F如SEQ ID NO：17所示和1411R如SEQ ID NO：18所示；
用于扩增人类15号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列1511F如SEQ ID NO：19所示和1511R如SEQ ID NO：20所示；
用于扩增人类16号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列1611F如SEQ ID NO：21所示和1611R如SEQ ID NO：22所示、1621F如SEQ ID NO：23所示和1621R如SEQ ID NO：24所示、1631F如SEQ ID NO：25所示和1631R如SEQ ID NO：26所示；
用于扩增人类17号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列1711F如SEQ ID NO：27所示和1711R如SEQ ID NO：28所示、1721F如SEQ ID NO：29所示和1721R如SEQ ID NO：30所示、1731F如SEQ ID NO：31所示和1731R如SEQ ID NO：32所示；
用于扩增人类18号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列1811F如SEQ ID NO：33所示和1811R如SEQ ID NO：34所示、1821F如SEQ ID NO：35所示和1821R如SEQ ID NO：36所示；
用于扩增人类20号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列2011F如SEQ ID NO：37所示和2011R如SEQ ID NO：38所示、2021F如SEQ ID NO：39所示和2021R如SEQ ID NO：40所示；
用于扩增人类21号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列2111F如SEQ ID NO：41所示和2111R如SEQ ID NO：42所示、2121F如SEQ ID NO：43所示和2121R如SEQ ID NO：44所示、2131F如SEQ ID NO：45所示和2131R如SEQ ID NO：46所示；
用于扩增人类22号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列2211F如SEQ ID NO：47所示和2211R如SEQ ID NO：48所示；
用于扩增人类X号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列X11F如SEQ ID NO：49所示和X11R如SEQ ID NO：50所示、X21F如SEQ ID NO：51所示和X21R如SEQ ID NO：52所示、X31F如SEQ ID NO：53所示和X31R如SEQ ID NO：54所示、X41F如SEQ ID NO：55所示和X41R如SEQ ID NO：56所示。
上述引物在进行个体识别中的应用，包括以下步骤：
(1)用上述引物分别对受检对象基因组中相应的3号、6号、7号、8号、10号、11号、13号、14号、15号、16号、17号、18号、20号、21号、22号和X染色体进行PCR扩增得到相应染色体上的SNP密集区DNA片段：
每25微升PCR反应体系分别含有1×PCR缓冲液(PCR Buffer)、1.5mMMgCl2、各0.4μM dNTP、各1.0μM引物、0.5U Taq酶和10ng受检对象基因组DNA模板。PCR扩增的反应条件为：94℃预变性5min，随后跟30个循环的常规PCR程序(94℃变性1min，52～58℃退火30s，72℃延伸30s)，最后72℃反应10min。每对引物重复扩增2次，扩增得到的PCR产物经浓度1.5％的琼脂糖凝胶120V稳压水平电泳30min检测扩增效果。同一对引物的两次PCR重复扩增都能够得到明亮的目的条带，则将两次PCR扩增产物混合后用测序仪进行测序。
(2)对所述DNA片段进行测序分析得到每个个体特异的SNP碱基组成特征；
(3)根据SNP碱基组成特征建立用于个体识别的SNP碱基组成。
根据测序得到的峰图和DNA序列信息，与参考基因组序列进行比对，获得SNP碱基组成做为用于个体识别的SNP碱基序列。
本发明提供了一种基于人类个体基因组中SNP位点差异进行精准的个体识别的技术方法。
扩增人类3号染色体上SNP密集区DNA片段的引物对3011F(引物序列为：5’-TTCACC CAA TGA AGT CCC GC-3’)和3011R(引物序列为：5’-TTT GGT GGG GAA TCC AGG AA-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为3a如SEQ ID NO：57所示(斜体加粗碱基序列为引物序列，正体加粗碱基为备选SNP位点，下同)：
Figure GDA0002756005700000041
Figure GDA0002756005700000042
扩增人类6号染色体上SNP密集区DNA片段的引物对6011F(引物序列为：5’-CTAGCC CCA CGT CAC TTC AG-3’)和6011R(引物序列为：5’-ATA CGC ACA TGA TCG CCT GT-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为6a如SEQ ID NO：58所示：
Figure GDA0002756005700000043
Figure GDA0002756005700000044
Figure GDA0002756005700000051
扩增人类7号染色体上SNP密集区DNA片段的引物对7011F(引物序列为：5’-CTCCGG AGC CTG GTG TCT A -3’)和7011R(引物序列为：5’-ATC TCA CCT GGG CTG CTT TT-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为7a如SEQ ID NO：59所示：
Figure GDA0002756005700000052
Figure GDA0002756005700000053
扩增人类8号染色体上SNP密集区DNA片段的引物对8011F(引物序列为：5’-CATGAG GGT TTT TGC CTT GGA G-3’)和8011R(引物序列为：5’-GAT GCC CAC ATT TCT GACCTC TT-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为8a如SEQ ID NO：60所示：
Figure GDA0002756005700000054
Figure GDA0002756005700000055
扩增人类10号染色体上SNP密集区DNA片段的两对引物1011F(引物序列为：5’-ACCTAA GTT GGA AAC ATG GCT-3’)和1011R(引物序列为：5’-TGC AGC AAG TTA CTC CCC AT-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为10a如SEQ ID NO：61所示：
Figure GDA0002756005700000061
Figure GDA0002756005700000062
Figure GDA0002756005700000063
1021F(引物序列为：5’-ACA TGT ACA ATG TGA GCT GCT G-3’)和1021R(引物序列为：5’-AGA TGT GGC TTC CGG GAT GT-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为10b如SEQ ID NO：62所示：
Figure GDA0002756005700000064
Figure GDA0002756005700000065
扩增人类11号染色体上SNP密集区DNA片段的引物对1111F(引物序列为：5’-CTGTGT CCC TGT GTG CTA CC-3’)和1111R(引物序列为：5’-AGACAT ATG GGG GCA TGT GG-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为11a如SEQ ID NO：63所示：
Figure GDA0002756005700000066
Figure GDA0002756005700000067
Figure GDA0002756005700000071
扩增人类13号染色体上SNP密集区DNA片段的引物对1311F(引物序列为：5’-CACTGG TTC AAG GTT CTG GAG T-3’)和1311R(引物序列为：5’-TGC ATC CTG TCC TCC ACAGT-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为13a如SEQ ID NO：64所示：
Figure GDA0002756005700000072
Figure GDA0002756005700000073
扩增人类14号染色体上SNP密集区DNA片段的引物对1412F(引物序列为：5’-ACACGC TCA CAT ACA CAG GAA A-3’)和1411R(引物序列为：5’-AGT GTT CCT TTC CTG CATCCAA-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为14a如SEQ ID NO：65所示：
Figure GDA0002756005700000074
Figure GDA0002756005700000075
扩增人类15号染色体上SNP密集区DNA片段的引物对1511F(引物序列为：5’-TGGTTG CTA AAC CCA CCA ATC T-3’)和1511R(引物序列为：5’-TCC AGT GCA AGA CAA GCGAT-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为15a如SEQ ID NO：66所示：
Figure GDA0002756005700000081
Figure GDA0002756005700000082
扩增人类16号染色体上SNP密集区DNA片段的三对引物1611F(引物序列为：5’-TGGGTC GTG GAG AGG TCT AT-3’)和1611R(引物序列为：5’-GCA GCA GTA ACC AGC AAC AC-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为16a如SEQ ID NO：67所示：
Figure GDA0002756005700000083
Figure GDA0002756005700000084
Figure GDA0002756005700000085
1621F(引物序列为：5’-AAGGTT TGA AGG AGG TTA GGG T-3’)和1621R(引物序列为：5’-GCCACC TAT GGG CTC TTC TT-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为16b如SEQ ID NO：68所示：
Figure GDA0002756005700000086
Figure GDA0002756005700000087
Figure GDA0002756005700000091
Figure GDA0002756005700000092
1631F(引物序列为：5’-GTC CAG CCT CTG CTT CCT G-3’)和1631R(引物序列为：5’-TTT AAG GCC AAA GCC CTG GT-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为16c如SEQ ID NO：69所示：
Figure GDA0002756005700000093
Figure GDA0002756005700000094
扩增人类17号染色体上SNP密集区DNA片段的三对引物1711F(引物序列为：5’-CGGGGC CCA CAC CTT AGT-3’)和1711R(引物序列为：5’-CCATGG GAC GCA GGA TTA AGT-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为17a如SEQ ID NO：70所示：
Figure GDA0002756005700000095
Figure GDA0002756005700000096
Figure GDA0002756005700000097
1721F(引物序列为：5’-GGG GGC TTT CTC TAA AGC CTA T-3’)和1721R(引物序列为：5’-CCC CTC TTT ACA TCCCTT CGT-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为17b如SEQ ID NO：71所示：
Figure GDA0002756005700000101
Figure GDA0002756005700000102
Figure GDA0002756005700000103
1731F(引物序列为：5’-CAC CAC AAA CGC GAA GCA T-3’)和1731R(引物序列为：5’-ACGTGC ATC TGA GTGTGA GAA-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为17c如SEQ ID NO：72所示：
Figure GDA0002756005700000104
Figure GDA0002756005700000105
扩增人类18号染色体上SNP密集区DNA片段的两对引物1811F(引物序列为：5’-ACGGTT CTG TCC TGT AGG GG-3’)和1811R(引物序列为：5’-GTA GAC AAC CAT CTC GCT GC-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为18a如SEQ ID NO：73所示：
Figure GDA0002756005700000106
Figure GDA0002756005700000107
Figure GDA0002756005700000111
Figure GDA0002756005700000112
1821F(引物序列为：5’-GCA AAG GCAAGA TGA CAGGTG-3’)和1821R(引物序列为：5’-ACT AGA GCC AAT GGCCAA TCC-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为18b如SEQ ID NO：74所示：
Figure GDA0002756005700000113
Figure GDA0002756005700000114
扩增人类20号染色体上SNP密集区DNA片段的两对引物2011F(引物序列为：5’-TGATGG TCG TGG TCG TCT TT-3’)和2011R(引物序列为：5’-TAG GGG AAG GGC TCC TCA GA-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为20a如SEQ ID NO：75所示：
Figure GDA0002756005700000115
Figure GDA0002756005700000116
Figure GDA0002756005700000117
2021F(引物序列为：5’-CCC TCA GGAACA GGG GAG TT-3’)和2021R(引物序列为：5’-GGA GTC CCA GTA CCC TCT CTT-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为20b如SEQ ID NO：76所示:
Figure GDA0002756005700000121
Figure GDA0002756005700000122
扩增人类21号染色体上SNP密集区DNA片段的三对引物2111F(引物序列为：5’-ATGAGA AGG TGA GTG TGC CG-3’)和2111R(引物序列为：5’-TGC TGT GTT TGA ATG GTT TCCT-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为21a如SEQ ID NO：77所示：
Figure GDA0002756005700000123
Figure GDA0002756005700000124
Figure GDA0002756005700000125
2121F(引物序列为：5’-GCT GCC CAA TTC CAG ACA AC-3’)和2121R(引物序列为：5’-CCC AGAATT TCA ATC GCT CTC G-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为21b如SEQ ID NO：78所示：
Figure GDA0002756005700000126
Figure GDA0002756005700000127
Figure GDA0002756005700000131
Figure GDA0002756005700000132
2131F(引物序列为：5’-GAT GAG AAT CAG AAC AAA GGC CA-3’)和2131R(引物序列为：5’-ATTGCA GGC AAA ATG TTC AGC-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为21c如SEQ ID NO：79所示：
Figure GDA0002756005700000133
Figure GDA0002756005700000134
扩增人类22号染色体上SNP密集区DNA片段的引物对2211F(引物序列为：5’-CGCAGG TTG GAA AAG TGT GC-3’)和2211R(引物序列为：5’-CCT TCC CTG TAA AGG GGC AAT-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为22a如SEQ ID NO：80所示：
Figure GDA0002756005700000135
Figure GDA0002756005700000136
扩增人类X染色体上SNP密集区DNA片段的四对引物X11F(引物序列为：5’-TTT GAGGGC CCA GAA TGA GC-3’)和X11R(引物序列为：5’-GTG ACT AAC GAG TGC CTT AGC-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为Xa如SEQ ID NO：81所示：
Figure GDA0002756005700000141
Figure GDA0002756005700000142
Figure GDA0002756005700000143
X21F(引物序列为：5’-AGC TTC GAA AGA TAC CTG TCC C-3’)和X21R(引物序列为：5’-ACC AGA GTG TGG GTA GGT CC-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为Xb如SEQ ID NO：82所示：
Figure GDA0002756005700000144
Figure GDA0002756005700000145
Figure GDA0002756005700000146
X31F(引物序列为：5’-TGACAG AAC TCT TCA GGA GCG-3’)和X31R(引物序列为：5’-AAG CCT GTT GTG ATC CAG GC-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为Xc如SEQ ID NO：83所示：
Figure GDA0002756005700000147
Figure GDA0002756005700000148
Figure GDA0002756005700000151
Figure GDA0002756005700000152
X41F(引物序列为：5’-CAT CTA CCA TAG TGT GGC TTC AGA -3’)和X41R(引物序列为：5’-GAG CCT GGG ATG TTA GAC CAG-3’)，参考基因组上该区域的DNA序列为Xd如SEQ ID NO：84所示：
Figure GDA0002756005700000153
Figure GDA0002756005700000154
共28对引物。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：利用本发明提供的序列扩增相应染色体并进行个体识别非常精准。能够排除扩增、测序过程中引物的误差,结果准确可靠,对样本和DNA质量要求低,仅需获取受检个体的DNA即可开展个体识别，可以做为物证鉴定领域的重要技术手段。
本发明个体识别准确性高，抗干扰能力强，能够快速识别个体。
附图说明
图1是本发明的技术路线图.
具体实施方式
实施例1
对随机选取的8位无明确亲缘关系的受试者(5位女性，3位男性)采用本发明技术方案进行分析，如预期结果一致，PCR产物经DNA测序，去除测序获得的序列前后端不准确的序列(前后各20 bp)后，个体之间(含参考基因组)共检出139个SNP碱基差异，其中8位无明确亲缘关系的受试者之间差异而与参考基因组之间存在差异的SNP位点有50个，而个体之间存在差异的SNP位点共检出89个，两两个体间存在差异的SNP位点数为31～62个，平均46个。以上结果充分证明，可以通过选用的SNP位点进行个体识别。
实施例2：
对三组共10位已知亲缘关系的受试者(其中2组受试者组成为父亲、母亲和子女，另外1组受试者组成为祖母、父亲、母亲和儿子，三组受试者之间无明确亲缘关系)采用本发明技术方案进行分析，如预期结果一致，PCR产物经DNA测序，去除测序获得的序列前后端不准确的序列(前后各20bp)后，在不包括参考基因组的情况下，10个个体之间共检出67个SNP位点差异，其中子女与父母之间存在13～24个SNP位点差异，平均19个SNP位点差异；而无亲缘关系的个体(含夫妻和三组受试者组间个体)之间存在29～58个SNP位点差异，平均47个SNP位点差异。以上结果充分证明，即使针对基因组差异理论上最小的近亲之间，也可以通过选用的SNP位点进行个体识别。
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Claims (2)

1.用于进行个体识别的引物序列，其特征在于：包括用于扩增人类3号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列3011F如SEQ ID NO：1所示和3011R如SEQ ID NO：2所示；
用于扩增人类6号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列6011F如SEQ ID NO：3所示和6011R如SEQ ID NO：4所示；
用于扩增人类7号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列7011F如SEQ ID NO：5所示和7011R如SEQ ID NO：6所示；
用于扩增人类8号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列8011F如SEQ ID NO：7所示和8011R如SEQ ID NO：8所示；
用于扩增人类10号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列1011F如SEQ ID NO：9所示和1011R如SEQ ID NO：10所示、1021F如SEQ ID NO：11所示和1021R如SEQ ID NO：12所示；
用于扩增人类11号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列1111F如SEQ ID NO：13所示和1111R如SEQ ID NO：14所示；
用于扩增人类13号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列1311F如SEQ ID NO：15所示和1311R如SEQ ID NO：16所示；
用于扩增人类14号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列1412F如SEQ ID NO：17所示和1411R如SEQ ID NO：18所示；
用于扩增人类15号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列1511F如SEQ ID NO：19所示和1511R如SEQ ID NO：20所示；
用于扩增人类16号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列1611F如SEQ ID NO：21所示和1611R如SEQ ID NO：22所示、1621F如SEQ ID NO：23所示和1621R如SEQ ID NO：24所示、1631F如SEQ ID NO：25所示和1631R如SEQ ID NO：26所示；
用于扩增人类17号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列1711F如SEQ ID NO：27所示和1711R如SEQ ID NO：28所示、1721F如SEQ ID NO：29所示和1721R如SEQ ID NO：30所示、1731F如SEQ ID NO：31所示和1731R如SEQ ID NO：32所示；
用于扩增人类18号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列1811F如SEQ ID NO：33所示和1811R如SEQ ID NO：34所示、1821F如SEQ ID NO：35所示和1821R如SEQ ID NO：36所示；
用于扩增人类20号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列2011F如SEQ ID NO：37所示和2011R如SEQ ID NO：38所示、2021F如SEQ ID NO：39所示和2021R如SEQ ID NO：40所示；
用于扩增人类21号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列2111F如SEQ ID NO：41所示和2111R如SEQ ID NO：42所示、2121F如SEQ ID NO：43所示和2121R如SEQ ID NO：44所示、2131F如SEQ ID NO：45所示和2131R如SEQ ID NO：46所示；
用于扩增人类22号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列2211F如SEQ ID NO：47所示和2211R如SEQ ID NO：48所示；
用于扩增人类X号染色体上SNP密集区DNA片段的引物序列X11F如SEQ ID NO：49所示和X11R如SEQ ID NO：50所示、X21F如SEQ ID NO：51所示和X21R如SEQ ID NO：52所示、X31F如SEQ ID NO：53所示和X31R如SEQ ID NO：54所示、X41F如SEQ ID NO：55所示和X41R如SEQ IDNO：56所示。
2.权利要求1所述的引物在进行个体识别中的应用，其特征在于包括以下步骤：(1)用所述引物分别对相应的3号、6号、7号、8号、10号、11号、13号、14号、15号、16号、17号、18号、20号、21号、22号和X染色体上的DNA片段进行PCR扩增得到相应染色体上的SNP密集区DNA片段；
(2)对所述DNA片段进行测序分析得到每个个体特异的SNP碱基组成特征；
(3)根据SNP碱基组成特征进行个体识别。
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