根瘤菌與豆科植物的共生研究實驗生物顯微鏡
根瘤菌屬(Rhizobium)是一類革蘭氏陽性菌，與豆科植物共生時能
固定大氣中的氮素。共生具有種的特異性，每一種根瘤菌只能感染特定
的豆科植物。根瘤是通常發生在根上的一種特殊器官，固氮作用在根瘤
中發生。根瘤菌存在于根瘤的細胞內并分化成為類菌體(bacte—roids)
，類菌體能將氮氣還原成氨。工業上的固氮是在高溫、高壓條件下將大
氣中的氮氣(約占空氣的80%和氫結合在一起，這一過程需要消耗大
量能源。據估計生產100千克的無機氮大約需要82升的汽油， 目前世
界性能源缺乏，而生物固氮卻存在著無窮無盡的潛力。工業固氮與生物
固氮的中間產物都是氨。由氨可以轉化為尿素和硝酸鹽，所以工業固氮
與生物固氮的產物是完全相同的。
根瘤菌與豆科植物的共生關系，不僅反映形態發生與生理上的協調
一致，而且也反映原核生物與真核生物基因表達上的協調一致。 根瘤
的發育
豆科植物只有在受根瘤菌感染后才能建成根瘤。與根瘤形成的同時
，根瘤菌也發生分化形成類菌體， 自由生活的根瘤菌不能分化戍類菌
體。根瘤的建成與類菌體的分化是植物形態發生中的特殊例子，它涉及
親緣關系很遠的兩種生物的共同作用。在植物界中兩種不同有機體共同
建成一種特異的結構并不罕見，例如地衣就是由藻菌共同建成的。但是
人們對地衣形成的認識不如對根瘤形成的認識那樣深刻。
利用突變的研究方法證明，細菌或植物的不同突變體能在不同階段
阻斷根瘤的形成，由此可見根瘤形成是多步驟的過程，每一過程受細菌
與植物雙方遺傳基因的控制。
