Knudebakterier er mikroorganismer, der tilhører slægten Rhizobium (bogstaveligt t alt fra græsk - "lever på rødderne"). De indføres i plantens rodsystem og lever der. Samtidig er de ikke parasitter, da ikke kun bakterier, men også repræsentanten for floraen selv er til gavn. Denne gensidigt gavnlige eksistens af organismer kaldes symbiose. I dette tilfælde modtager planter desuden atmosfærisk nitrogen, som "fanges" af mikroorganismer, og bakterierne selv - kulhydrater og mineraler. Der er en opfattelse af, at disse prokaryoter kun bosætter sig i rødderne af repræsentanter for bælgplantefamilien, men det er ikke tilfældet. Der er andre planter, hvis rødder tjener som levested for knudeprokaryoter - f.eks. el, skovrørgræs osv.
Organismer af slægten Rhizobium er karakteriseret ved polymorfi, dvs. bakteriernes former er meget forskellige. Datamikroorganismer kan være mobile og immobile, have form som en coccus eller stang, filamentøse, ovale. Oftest har unge prokaryoter en stavformet form, som ændrer sig med vækst og alder på grund af ophobning af næringsstoffer og immobilisering. I sin livscyklus gennemgår en mikroorganisme flere stadier, som kan bedømmes ud fra dens udseende. I første omgang er dette form af en pind, derefter den såkaldte "girdled stick" (har bælter med fede indeslutninger) og til sidst bacteriod - en stor, ubevægelig celle med uregelmæssig form.
Knudebakterier er specifikke, dvs. de er kun i stand til at sætte sig i
af en bestemt gruppe eller art af planter. Denne egenskab i mikroorganismer blev dannet genetisk. Også vigtig er effektivitet - evnen til at akkumulere atmosfærisk nitrogen i tilstrækkelige mængder til sin værtsplante. Denne ejendom er ikke permanent og kan ændre sig på grund af habitatforhold.
Der er ingen konsensus om, hvordan knudebakterier trænger ind i roden, men der er en række hypoteser om mekanismen for deres penetration. Nogle forskere mener således, at prokaryoter trænger ind i roden gennem beskadigelse af dens væv, mens andre taler om penetration gennem rodhårene. Der er også en auxin-hypotese - antagelsen om satellitceller, der hjælper bakterier med at invadere rodceller.
Den selvsamme implementering sker i to faser: først - infektion af rodhårene, derefter -nodulation. Varigheden af faserne er forskellig og afhænger af den specifikke plantetype.
Vigtigheden af bakterier, der er i stand til at binde kvælstof, er stor for landbruget, fordi det er disse organismer, der kan øge afgrødeudbyttet. Fra disse mikroorganismer fremstilles en bakteriegødning, som bruges til at behandle bælgplantefrø, hvilket bidrager til en hurtigere infektion af rødderne. Forskellige arter af mølfamilien, når de plantes, selv på dårlige jorder, kræver ikke yderligere anvendelse af nitrogengødning. Så 1 hektar bælgplanter "i arbejde" med knudebakterier omdanner 100-400 kg nitrogen til en bundet tilstand i løbet af året.
Knudebakterier er således symbiotiske organismer, der er meget vigtige ikke kun i plantelivet, men også i kvælstofkredsløbet i naturen.
