Heterocyst

Bakterierna kan också ingå ett symbiotiskt förhållande med vissa växter. I ett sådant förhållande reagerar bakterierna inte på tillgången på kväve, utan på signaler som produceras av växten för differentiering av heterocystor. Upp till 60 % av cellerna kan bli heterocystor och tillhandahålla fast kväve till växten i utbyte mot fast kol. Vilken signal som produceras av växten och vilket stadium av heterocystdifferentiering den påverkar är okänt. Förmodligen verkar den symbiotiska signal som växten genererar före NctA-aktivering eftersom hetR krävs för symbiotisk heterocystdifferentiering. För den symbiotiska föreningen med växten behövs nctA eftersom bakterier med muterad nctA inte kan infektera växter.

Anabaena-AzollaEdit

Azolla caroliniana växt

En anmärkningsvärd symbiotisk förening är Anabaena cyanobakteriers förening med Azolla-växter. Anabaena lever på Azolla-växternas stjälkar och blad. Azollaväxten genomgår fotosyntes och tillhandahåller fast kol som Anabaena kan använda som energikälla för dinitrogenaser i heterocystcellerna. I gengäld kan heterocystorna förse de vegetativa cellerna och Azolla-växten med fast kväve i form av ammoniak som stöder båda organismernas tillväxt.

Detta symbiotiska förhållande utnyttjas av människan i jordbruket. I Asien används Azolla-växter som innehåller Anabaena-arter som biogödsel där kväve är begränsande samt i djurfoder. Olika stammar av Azolla-Anabaena är lämpade för olika miljöer och kan leda till skillnader i växtproduktion. Risgrödor som odlas med Azolla-Anabaena som biogödsel har visat sig resultera i en mycket större kvantitet och kvalitet jämfört med grödor utan cyanobakterier. Azolla-Anabaena-plantor odlas före och efter risodling. När Azolla-Anabaena-plantorna växer ackumulerar de fixerat kväve på grund av kväveasenzymernas verkan och organiskt kol från Azolla-plantornas och Anabaenas vegetativa cellers fotosyntes. När Azolla-Anabaena-plantorna dör och bryts ner släpper de ut stora mängder fixerat kväve, fosfor, organiskt kol och många andra näringsämnen i marken, vilket ger en rik miljö som är idealisk för tillväxt av risgrödor.

Anabaena-Azolla-förhållandet har också undersökts som en möjlig metod för att avlägsna föroreningar från miljön, en process som kallas för fytoremediering. Anabaena sp. tillsammans med Azolla caroliniana har visat sig vara framgångsrika när det gäller att avlägsna uran, en giftig förorening orsakad av gruvdrift, samt tungmetallerna kvicksilver (II), krom (III) och krom (VI) från förorenat avloppsvatten.