יחסי גומלין בין קטניות לחיידקים

הקטניות נעזרות בחיידקי rhizobium לאספקת חנקן. החנקן משמש את הצמח לבניית חומצות אמינו וחומצות גרעין. החיידקים מצידם מקבלים מהצמח סוכרים שמשמשים להם כמזון. החיידקים נמצאים באיברים מיוחדים בשורש שנקראים פקעיות (nodules) ושם הם מקבעים חנקן אטמוספרי (N2) לאמוניה ובהמשך ממירים את האמוניה לתרכובות אורגניות המכילות חנקן. אבולוציה ארוכת שנים של הקטניות והחיידקים הביאה לכך שהקטניות והחיידקים מקיימים ביניהם תקשורת כימית מפותחת: הקטניות מפרישות חומרים כימיים לאדמה סביב השורשים. 

כאשר חיידק מזהה את החומרים הללו הוא מגיב בסינתזת חומר נוסף. החומר הזה משמש לזיהוי בין החיידק והקטניה, ומאפשר רק לזנים המתאימים ליצור את הקשר. במקרה של התאמה, החיידקים חודרים לשורש ומפרישים חומרים שמעודדים את הצמח ליצר את הפקעיות בהן יתמקמו החיידקים. חלק מהחומרים שנמצאים בפקעיות מיוצרים בשיתוף פעולה על ידי החיידק והקטניה גם יחד. הצמח מסוגל לאותת לחיידקים כאשר ריכוז החנקן עולה ואין צורך בקיבוע חנקן.