共生固氮体系：微生物与植物紧密生活在一起，由固氮微生物进行固氮 ，微生物在与植物共生状态下直接将大气中分子态氮转化成化合态氮。在这个体系中，与固氮微生物共生的生物向固氮微生物提供生活必需的能源和碳源，而固氮微生物则将自己固定的氮素(大气中游离态氮分子在固氮微生物体内还原为结合态氮——氨分子)供给共生生物作为合成氨基酸和蛋白质的氮源。生物固氮对自然界的氮素循环有着十分重要的意义。据估计， 每年全球的生物固氮量为175 X10吨， 是工业固氮的3 倍。其中农田固定的氮素约9 x 10吨， 而根瘤菌与豆科植物的共生固氮能力居各类固氮体系之首， 为3.7x10吨。此外，根瘤菌与豆科植物共生固氮体系对农业的可持续性发展至关重要，也是研究原核与真核生物互利共生的模式体系之一。