Stickstoff ist ein essentieller Nährstoff für das Pflanzenwachstum. Die Fähigkeit einer Pflanze, ihren gesamten oder einen Teil ihres Bedarfs aus der biologischen Stickstofffixierung (BNF) dank Wechselwirkungen mit endosymbiotischen, assoziativen und endophytischen Symbionten zu decken, verleiht einen großen Wettbewerbsvorteil gegenüber nicht stickstofffixierenden Pflanzen.
Da BNF in Hülsenfrüchten gut dokumentiert ist, konzentriert sich diese Übersicht auf BNF in Pflanzen, die keine Hülsenfrüchte sind. Trotz der phylogenetischen und ökologischen Vielfalt zwischen diazotrophen Bakterien und ihren Wirten ist immer eine streng regulierte Kommunikation zwischen den Mikroorganismen und der Wirtspflanze notwendig, um eine erfolgreiche Interaktion zu erreichen. Laufende Forschungsanstrengungen zur Verbesserung des Wissens über die molekularen Mechanismen, die diesen ursprünglichen Beziehungen zugrunde liegen, und einige gemeinsame Strategien, die zu einer erfolgreichen Beziehung zwischen den stickstofffixierenden Mikroorganismen und ihren Wirten führen, werden vorgestellt.
Das Verständnis des molekularen Mechanismus von BNF außerhalb der Leguminosen-Rhizobium-Symbiose könnte wichtige agronomische Implikationen haben und es ermöglichen, den Einsatz von N-Düngemitteln zu reduzieren oder sogar zu vermeiden. Tatsächlich könnte ein verbessertes Verständnis kurzfristig zu einer nachhaltigeren Nutzung der Biodiversität stickstofffixierender Organismen und langfristig zur Übertragung endosymbiotischer Stickstofffixierungskapazitäten auf wichtige Nichtleguminosenkulturen führen.
