Stikstofwortelknolletje

Stikstofwortelknolletjes komen voor op de wortels van voornamelijk vlinderbloemige planten en bij de rosids. De wortelknolletjes worden gevormd onder invloed van heterotrofe bacteriën uit onder andere het geslacht Rhizobium, die in deze knolletjes in mutualistische symbiose met de plant leven, de bacil krijgt suiker van de plant. En geeft de plant stikstofverbindingen (waardoor de plant kan groeien en eiwtirijk zal worden). Met behulp van nitrogenase leggen ze voor deze planten stikstof (N2) uit de lucht vast in ammoniak (NH3). De gevormde ammoniak wordt, door andere soorten vrij levende bodembacteriën, via zogeheten nitrificatie verder omgezet in de stikstofverbinding nitraat, die de plant, opgelost in bodemvocht, via zijn wortels kan opnemen. De heterotrofe bacteriën betrekken hun energie uit glucose die de plant tijdens de fotosynthese assimileert. Appelzuur als afbraakproduct van glucose is de directe koolstofbron voor de bacterie. De stikstoffixatie in het wortelknolletje is zeer zuurstofgevoelig. Peulvruchtenwortelknolletjes bevatten het ijzerhoudend eiwit leghemoglobine, nauw verwant aan het dierlijke myoglobine, om de diffusie van zuurstofgas gebruikt bij de ademhaling te vergemakkelijken. Bij bomen, zoals bij elzen vindt stikstofbinding plaats door de Frankia alni-bacteriën. Ook bij in de tropen voorkomende Trema-soorten komen Rhizobium-stikstofwortelknolletjes voor. De aantasting door wortelknobbelaaltjes en wortelgalaaltjes kan veel op stikstofknolletjes lijken. Het zaaizaad van soja wordt geïnoculeerd met de stikstofbindende bacterie als deze bacterie van nature niet in de grond aanwezig is, hetgeen het geval is bij de grond in Nederland. Een hoog stikstofgehalte in de grond remt de ontwikkeling van de wortelknolletjes, omdat de plant er dan geen voordeel van heeft de symbiose aan te gaan.