根瘤内的根瘤菌与豆科植物互利共生:豆科植物通过光合作用制造的有机物,一部分供给根瘤菌;根瘤菌通过生物固氮制造的氨,则供给豆科植物。
根瘤菌属细菌。能侵入豆科植物的根而形成根瘤。该属细菌根据种的不同,寄生的豆科植物的范围也有所不同,但在寄生后形成根瘤的状态下,都可进行显著的固氮作用。该菌在以铵盐等作氮源时,即使不在豆科植物上也能生长,并可被纯分离。在游离的状态下是具有运动性的革兰氏阴性杆菌,但在根瘤中即丧失运动性,形态也发生变化,形成分枝的棒状类菌体(bacterioid)。若从根瘤中取出类菌体,将菌体破坏制成菌的提取液,并人为地给予电子授体,即产生分子态氮的还原。据此可以认为,在根瘤菌中含有活化氮分子的酶——固氮酶。此外,寄生于豆科以外的植物(赤杨、毒水晶花等)根部,也能形成根瘤进行固氮的放线菌的Frankia属细菌,也可称为广义的根瘤菌。
是真菌
豆科植物的根瘤
根瘤菌属中有十几种根瘤菌,这些根瘤菌与豆科植物具有特殊的互利共生关系,也就是一种根瘤菌只能在一种或若干种豆科植物的根上形成根瘤。根据每种根瘤菌只能在特定的一种或若干种豆科植物上结瘤的现象,人们把根瘤菌及其豆科寄主分成不同的族,这些族也叫做互接种族。一种豆科植物的根瘤菌只能使同一个互接种族内的其他豆科植物结瘤。形成互接种族的原因是,豆科植物的根毛能够分泌一类特殊的蛋白质,根瘤菌细胞的表面存在着多糖物质,只有同族豆科植物根毛分泌的蛋白质与同族根瘤菌细胞表面的多糖物质才能产生特异性结合。
真菌