Les relations entre les bactéries rhizobium et les légumineuses sont des relations mutualistes où les légumineuses fournissent aux bactéries un abri dans des nodules racinaires spéciaux, et les bactéries aident les légumineuses à former des composés azotés importants. Les bactéries et les plantes fonctionnent ensemble pour activer des gènes spéciaux et créer les protéines et autres composés nécessaires.
Les pois, les haricots, le trèfle et la luzerne sont tous des légumineuses capables de nouer des relations avec les bactéries rhizobium. Cette relation est très utile pour l'agriculture, car les légumineuses peuvent être cultivées sans avoir besoin d'engrais azotés. Ce processus laisse souvent suffisamment d'azote dans le sol pour que d'autres types de plantes puissent en bénéficier plus tard, ce qui élimine le besoin d'engrais même lors de la rotation de cultures non légumineuses dans les mêmes espaces.
Les bactéries fixent l'azote atmosphérique sous des formes utilisables, mais elles ne peuvent le faire qu'en partenariat avec les légumineuses. Les rhizobiums sont le seul type de bactéries à former cette relation. Au fur et à mesure que les légumineuses poussent, leurs racines libèrent des composés qui signalent leur présence aux bactéries dans le sol.
Les bactéries, à leur tour, libèrent des composés qui stimulent les racines pour former des poils absorbants inhabituels avec des tubes pour que les bactéries pénètrent. Ces tubes sont connus sous le nom de fils d'infection. Ce n'est que lorsque les bactéries sont implantées dans les racines que les nodules se forment.
