Heterocistos

As bactérias também podem entrar numa relação simbiótica com certas plantas. Nessa relação, as bactérias não respondem à disponibilidade de nitrogénio, mas a sinais produzidos pela planta para diferenciação heterocítica. Até 60% das células podem tornar-se heterócitos, fornecendo nitrogênio fixo à planta em troca de carbono fixo. O sinal produzido pela planta, e o estágio de diferenciação heterocitária que ela afeta, é desconhecido. Presumivelmente, o sinal simbiótico gerado pela planta age antes da ativação do NctA, pois o hetR é necessário para a diferenciação heterocitária simbiótica. Para a associação simbiótica com a planta, nctA é necessária, pois a bactéria com nctA mutante não pode infectar plantas.

Anabaena-AzollaEdit

Azolla caroliniana plant

Uma relação simbiótica notável é a de Anabaena cyanobacteria com plantas Azolla. Anabaena reside nos caules e dentro das folhas das plantas da Azolla. A planta Azolla sofre fotossíntese e fornece carbono fixo para a Anabaena usar como fonte de energia para as dinitrogenases nas células heterocitárias. Em troca, os heterocistos são capazes de fornecer as células vegetativas e a planta Azolla com nitrogênio fixo na forma de amônia que suporta o crescimento de ambos os organismos.

Esta relação simbiótica é explorada pelo homem na agricultura. Na Ásia, as plantas Azolla contendo espécies de Anabaena são utilizadas como biofertilizantes onde o nitrogênio é limitante, assim como na alimentação animal. Diferentes cepas de Azolla-Anabaena são adequadas para diferentes ambientes e podem levar a diferenças na produção de culturas. As culturas de arroz cultivadas com Azolla-Anabaena como biofertilizante têm demonstrado resultar numa quantidade e qualidade de produto muito maior em comparação com as culturas sem as cianobactérias. As plantas com Azolla-Anabaena são cultivadas antes e depois da plantação do arroz. À medida que as plantas Azolla-Anabaena crescem, elas acumulam nitrogênio fixo devido à ação das enzimas nitrogenase e carbono orgânico da fotossíntese pelas plantas Azolla e células vegetativas Anabaena. Quando as plantas Azolla-Anabaena morrem e se decompõem, elas liberam altas quantidades de nitrogênio fixo, fósforo, carbono orgânico e muitos outros nutrientes no solo, proporcionando um ambiente rico ideal para o crescimento das culturas de arroz.

A relação Anabaena-Azolla também tem sido explorada como um possível método de remoção de poluentes do ambiente, um processo conhecido como fitorremediação. Anabaena sp. juntamente com a Azolla caroliniana tem sido bem sucedida na remoção de urânio, um poluente tóxico causado pela mineração, assim como os metais pesados mercúrio (II), cromo(III) e crómio(VI) das águas residuais contaminadas.