自从安东尼·范·列文虎克在17世纪第一次使用显微镜观察微生物以来，微生物学已经使得我们周围这个非常多样化、看不见的世界变得可见。新一代测序（NGS）技术的出现引入了一种无需培养的解决方案，揭示了生活在我们体表、体内和周围的微生物群落的真正多样性，这使得我们可以对这些重要生态系统的组成和功能进行更深入的探索。
图1. 宏基因组学应用基因组学方法来研究微生物群落的组成和功能。传统的宏基因组学通常只用于描述鸟枪法全基因组测序（WGS），现在它越来越多地用来描述多种方法。
评估微生物及其环境的工具
我们通过一系列方法建立了对微生物群落结构和功能的理解。其中最全面的方法是鸟枪法测序，它对菌落中的所有基因进行采样，以了解其潜在功能。鸟枪法测序可以回答诸如菌落可以消耗哪些能量来源、可以产生的代谢物以及可以抵抗哪种抗生素的问题。宏转录组学通过采样时环境中正在进行的活动的快照来增加这种评估的信息。
宏基因组学和宏转录组学共同构成了了解微生物组对环境影响的强大工具。然而，宏基因组测序所需的通量通常很高，尤其是对于土壤和其他复杂菌落的研究。调查明白是否额外的测序可以获得丰度低但功能重要的其他基因通常是困难及昂贵的。
另一种更经济的方法是通过有针对性的测序来关注菌落组成。更多的菌落功能可以从其中组成物种生物学的已知信息中推断出来。此外，在测序通量少得多的大量样本中，可以观察到环境干扰或分层的影响。所以即使测序成本已经有所下降，靶向测序仍然是最受欢迎的宏基因组学方法。
靶向测序分析宏基因组
16S rRNA基因是分析组成的理想基因。该基因在细菌分支中足够保守，可以使用通用引物进行可靠的扩增，并且具有九个可变区域（V1-V9），包含足够的序列多样性，可以在物种或菌株水平上区分细菌。
每个可变区的序列多样性在细菌分支之间可能不同，因此菌落分析需要包含各种扩增的基因片段。通常使用V3–V4扩增子，它跨越较长的基因片段，通常需要长达2 x 300个配对末端测序才能产生一致序列。在这些长读长的末端，边合成边测序（SBS）方法的精度会下降，这会降低读取重叠区域的质量。
在此，Element可以解决SBS测序的不足。我们的化学可生成2 x 300读长，同时在整个Read 1和Read 2中保持Q30–Q40+的测序质量，为表征复杂的生物系统提供高置信度的数据。
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