Conceptul de simbioză defineşte "viaţa împreună" a unor organisme diferite, indiferent dacă asocierea lor are efect benefic sau dăunător asupra unuia sau ambilor parteneri.

In sens strict, termenul de simbioză denotă o convieţuire de lungă durată, în cursul căreia două sau mai multe specii diferite trăiesc în relaţii spaţiale directe, beneficiind reciproc din interacţiunile lor.

In sens strict, termenul de simbioză corespunde conceptului de mutualism. Unele simbioze sunt determinate de interrelaţia dintre două microorganisme sau între un microorganism şi un macroorganism. Simbioza implică un anumit grad de permanenţă (persistenţa sa în cea mai mare parte a vieţii organismelor participante) şi o anumită specificitate (alegerea partenerului nu este întâmplătoare, ci se bazează pe un grad semnificativ de selectivitate). Aceste două particularităţi deosebesc simbioza de protocooperare.

Sintrofia corespunde situaţiei în care unul sau mai multe microorganisme ale asociaţiei acţionează . sursă de metaboliţi majori sau minori pe care îi folosesc împreună cu partenerii într-o relaţie de schimb metabolic

Amensalismul este un tip de interacţiune negativă, întâlnită în comunităţile de microorganisme cu mari densităţi populaţionale. Amensalismul este caracterizat prin producerea de către o specie de microorganisme, a unor substanţe solubile organice (acizi graşi, etanol, toxine, enzime litice etc.) sau anorganice care influenţează negativ creşterea altor microorganisme asociate din mediu.

Antibioza este fenomenul determinat de acţiunea unor compuşi chimici produşi de anumite microorganisme, care în concentraţii mici au un efect inhibitor sau letal asupra altor organisme.Aproximativ 1.200 de specii de plante leguminoase, din cele 12-14.000 existente sunt capabile să stabilească simbioze cu bacteriile fixatoare de N2, o parte dintre membrii familiilor Mimosaceae şi Papilionaceae (Fabaceae) şi 30% dintre Caesalpinaceae. Excepţia o constituie Trema cannabina {Ulmaceae).

Leguminoasele au seminţe bogate în proteine (circa 25%), comparativ cu grâul (circa 10%) şi nevoia suplimentară de azot a fost, în cursul evoluţiei, unul dintre factorii care au stimulat asocierea fixatorilor de azot cu aceste plante.

În funcţie de viteza cu care cresc în culturi axenice au fost descrise două categorii de bacterii simbiotice: a) cele care se multiplică rapid, cu durata unei generaţii de circa 6 ore (R. leguminosarum, R. trifolii, R.phaseoli, R.meliloti);

b) bacteriile cu ritm lent de multiplicare din g. Bradyrhizobium (B. japonicum), care infectează Glycine max (soia) şi Vigna sinensis. Specificitatea interacţiunii dintre bacterii şi plante este consecinţa unor fenomene de control ce se petrec la mai multe nivele: dezvoltarea tulpinilor de Rhizobium în rizosfera leguminoaselor, controlat de ambii parteneri ai simbiozei;controlul legării bacteriilor de perii radiculari; deformarea perilor radiculari, efect foarte specific controlat de ambii parteneri;infectarea perilor radiculari şi formarea cordonului de infecţie, de asemenea, un proces foarte selectiv; evoluţia abortivă a infecţiilor neadecvate.Specificitatea relativă a interacţiunii dintre bacterii şi plante stă la baza celor 6 grupuri de inoculare încrucişată:32grupul Pisum, infectat de R.leguminosarum include specii de Vicia, Lathyrus;grupul Trifolium, include speciile de trifoi, infectate de R.trifolii;grupul Glycine, infectat numai de Bradyrhizobium japonicum;grupul Medicago, cu specii de Melilotus, Trigonella, infectate de R. meliloti;grupul Phaseolus include specii de fasole infectate de R. phaseoli;grupul Lupinus - Vigna - Lotus infectat de R. lupini.Natura constituienţilor implicaţi în recunoaşterea specifică este controversată, dar un rol important în interacţiunea specifică a celor doi parteneri este atribuit lectinelor.Lectinele sunt glicoproteine produse de plante şi animale, cu afinităţi specifice de legare. Datorită capacităţii lor de a aglutina hematiile şi originii lor vegetale (iniţial au fost izolate de la Ricinus communis) s-au denumit fitohemaglutinine. Interacţiunea Rhizobium/leguminoase implică existenţa unor fenomene de compatibilitate între cei doi parteneri, iar incompatibilitatea limitează infecţia.

Primul eveniment vizibil după contactul bacterie-rădăcină este deformarea şi răsucirea (curbarea) perilor. Deşi celulele de Rhizobium interacţionează cu toţi perii radiculari, numai circa 25% sunt deformaţi efectiv, printr-un proces de stimulare locală a creşterii. Deformarea este produsă numai de tulpina bacteriană omologă, ceea ce denotă caracterul de specificitate al acestei faze.

Celulele de Rhizobium sunt atrase (chimiotactism pozitiv) în rizosfera, de flavonoidele capabile să inducă exprimarea genelor nod. In prezenţa exudatului radicular şi a flavonoidului luteolina, Rhizobium sintetizează şi excretă un factor extracelular, produs al genelor nod.