根粒菌
マメ科植物の根粒において、根粒菌は窒素を固定して植物が利用可能な窒素化合物とする。これを利用し、クローバー(シロツメクサ)などのマメ科植物を耕作地で栽培して地力を回復することは古くから様々な地域で行われていた。
1960年代の緑の革命により作物生産量は飛躍的に増加した。この作物生産量の増加に大きな役割を果たしたのが、化学合成された窒素肥料の利用であり、現代農業において窒素肥料は不可欠なものとなっている。このような化学肥料の利用は、亜酸化窒素など温室効果ガスの増加、あるいは過剰な窒素の流出による湖沼などの富栄養化が問題を引き起こしている。このような問題に対して、根粒菌の改変や根粒を持つマメ科植物を用いた環境負荷の少ない農業が注目されている。