Heterocyst

Bakterierne kan også indgå i et symbiotisk forhold med visse planter. I et sådant forhold reagerer bakterierne ikke på tilgængeligheden af kvælstof, men på signaler, der produceres af planten med henblik på differentiering af heterocyster. Op til 60 % af cellerne kan blive heterocyster og levere fast kvælstof til planten til gengæld for fast kulstof. Det signal, der produceres af planten, og det stadium af heterocystedifferentieringen, som det påvirker, er ukendt. Formodentlig virker det symbiotiske signal, der genereres af planten, før NctA-aktivering, da hetR er påkrævet for symbiotisk heterocystedifferentiering. For den symbiotiske forbindelse med planten er nctA nødvendig, da bakterier med muteret nctA ikke kan inficere planter.

Anabaena-AzollaEdit

Azolla caroliniana plante

Et bemærkelsesværdigt symbiotisk forhold er Anabaena-cyanobakteriernes med Azolla-planter. Anabaena lever på Azolla-planternes stængler og i deres blade. Azolla-planten foretager fotosyntese og leverer fast kulstof til Anabaena, som Anabaena kan bruge som energikilde til dinitrogenaser i heterocystcellerne. Til gengæld er heterocysterne i stand til at forsyne de vegetative celler og Azolla-planten med fast kvælstof i form af ammoniak, som understøtter begge organismers vækst.

Dette symbiotiske forhold udnyttes af mennesker i landbruget. I Asien anvendes Azolla-planter, der indeholder Anabaena-arter, som biogødning, hvor kvælstof er begrænsende, samt i dyrefoder. Forskellige stammer af Azolla-Anabaena er velegnede til forskellige miljøer og kan føre til forskelle i afgrødeproduktionen. Risafgrøder dyrket med Azolla-Anabaena som biogødning har vist sig at resultere i en langt større mængde og kvalitet af produkter sammenlignet med afgrøder uden cyanobakterier. Azolla-Anabaena-planter dyrkes før og efter udplantning af risafgrøder. Efterhånden som Azolla-Anabaena-planterne vokser, ophober de fast kvælstof som følge af nitrogenaseenzymernes virkning og organisk kulstof fra Azolla-planternes og Anabaena-vegetativcellernes fotosyntese. Når Azolla-Anabaena-planterne dør og nedbrydes, frigiver de store mængder af bundet kvælstof, fosfor, organisk kulstof og mange andre næringsstoffer til jorden, hvilket giver et rigt miljø, der er ideelt til vækst af risafgrøder.

Anabaena-Azolla-forholdet er også blevet undersøgt som en mulig metode til at fjerne forurenende stoffer fra miljøet, en proces, der er kendt som fytoremediering. Anabaena sp. sammen med Azolla caroliniana har vist sig at have succes med at fjerne uran, et giftigt forurenende stof forårsaget af minedrift, samt tungmetallerne kviksølv (II), krom(III) og krom(VI) fra forurenet spildevand.