单亲亲子鉴定，是指在传统的亲子鉴定方法中，只检验父子或母子的情况。通常亲子鉴定是针对父、母和子三方进行的三联鉴定。然而，在以下情况下，只需检验父子或母子的关系，即进行二联鉴定：⑴当母亲肯定自己是孩子的亲生母亲，但对父亲存在怀疑时，男方往往会选择进行单亲鉴定，以让女方知晓他的疑虑；⑵未婚母亲希望携带子女移民或入户的情况下；⑶丈夫或妻子与婚外情人所生子女希望跟随父亲或母亲移民或入户的情况下；⑷父亲或母亲其中一方已故，需要确认父子或母子关系的情况。目前，单亲鉴定的数量呈上升趋势，约占亲子鉴定总数的20%至30%。
单亲亲子鉴定与双亲均检验的原理相同，但由于单亲检验时，各遗传标记系统的非父排除率较低于三联鉴定。例如，在广东汉族群体中，D18S51基因座的三联非父排除率为0.785，而二联非父排除率为0.563。尽管在亲子检验中符合遗传规律，但由于缺少母亲一方的遗传信息，计算得出的父权指数一般较低于双亲均检验的结果。为了获得准确的结论，需要进行比三联鉴定更多的检测项目，以保证CCE大于0.9995，并且在不排除亲子关系的情况下，RCP值大于0.9995。如果只检测STR基因座，通常需要检测16个以上的基因座。
线粒体DNA在遗传过程中不经过有丝分裂和减数分裂，在核染色体外的卵细胞传递。因此，在母-子单亲鉴定中，由于母亲与孩子之间的mtDNA序列是相同的，因此具有较大的应用价值。其鉴定指数（PI）等于某个mtDNA遗传标记在人群中的频率。然而，需要注意的是，与母亲有血缘关系的个体，无论男女，均具有相同的mtDNA型。如果在母子之间存在不同的mtDNA型，可以排除母子关系；如果存在相同的mtDNA型，则无法确定肯定的结论。特别是当怀疑姐妹中的一人为生母时，通过检测mtDNA型无法提供任何信息，因此应主要侧重于常染色体STR分析。
在父子单亲亲子鉴定中，由于父子共享相同的Y染色体遗传标记，因此母亲的信息对于检测父子血缘关系是不必要的。这一点具有特殊的意义。然而，与mtDNA类似，男性个体与其父亲有血缘关系时，它们会拥有相同的遗传标记。因此，在确定兄弟或叔侄之间哪一个是生父时，检验Y-STR是没有价值的。
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