Relațiile dintre bacteriile rhizobium și leguminoase sunt relații reciproce în care legumele furnizează adăpost pentru bacterii în noduli rădăcini specifici și bacteriile ajută legumele să formeze compuși de azot importanți. Bacteriile și plantele lucrează împreună pentru a activa gene speciale și pentru a crea proteinele necesare și alți compuși.
Mazărea, fasolea, trifoiul și lucerna sunt toate legumele cu capacitatea de a forma relații cu bacteriile rhizobium. Această relație este foarte utilă pentru agricultură, deoarece legume pot fi cultivate fără necesitatea îngrășămintelor azotate. Acest proces lasă adesea suficientă cantitate de azot în sol, pe care alte tipuri de plante le pot beneficia mai târziu, ceea ce elimină nevoia de îngrășăminte chiar și atunci când culturile non-legume se rotesc în aceleași spații.
Bacteriile fixează azotul atmosferic în forme utilizabile, dar pot face acest lucru numai în parteneriat cu legumele. Rhizobia este singurul tip de bacterii care formează această relație. Pe măsură ce legumele cresc, rădăcinile lor eliberează compuși care semnalează prezența lor la bacterii în sol.
Bacteriile, la rândul lor, eliberează compuși care stimulează rădăcinile pentru a forma fire de păr rădăcină neobișnuite cu tuburi pentru a intra bacteriile. Aceste tuburi sunt cunoscute sub denumirea de fire de infectare. Numai atunci când bacteriile sunt stabilite în rădăcini, se formează noduli.
