Bakteri Rhizobium tanpa bersimbiosis dengan tanaman leguminosa tidak dapat menambat N₂ udara, dengan demikian kebutuhan N-nya didapat dari dalam tanah. Tanda pertama yang dapat dilihat untuk menentukan apakah terjadi simbiosis antara Rhizobium dengan leguminosa adalah adanya bintil akar (Nodul) pada sistem perakaran legum tersebut.

Proses pembentukan bintil akar ini terjadi, diawali dengan diekskresikannya sejenis faktor tumbuh dan zat – zat makanan antara lain tryptophan oleh sistem perakaran leguminosa. Sebagai akibatnya bakteri Rhizobium yang kebetulan ada di sekitar akar atau yang sengaja diinokulasikan pada saat tanaman akan terangsang untuk berkembang biak dengan cepat mengeluarkan sekresi tandingan yang di duga berupa asam 3-indol asetat (3-indol acetic acid).

Sekresi ini menyebabkan terjadinya benangbenang infeksi (saluran infeksi) pada akar leguminosa sampai jauh ke jaringan kortek dan sekaligus diikuti dengan infiltrasi bakteri Rhizobium melalui benang-benang infeksi tersebut. Bakteri Rhizobium kemudian berkembang didalam sel kortek, yang menyebabkan sel kortek tersebut berkembang secara abnormal dan akhirnya terbentuklah suatu bengkakan yang disebut bintil akar atau “nodule”.

Didalam bintil akar inilah Rhizobium berkembang dan mengadakan fiksasi nitrogen bebas dari udara Bintil akar yang terbentuk tidak semuanya efektif untuk menambat nitrogen dari udara bebas. Untuk menentukan efektivitas bintil akar, tanda pertama yang dapat dilihat adalah warna bagian dalam bintil akar.warna jingga atau kemerah-merahan (karena leghaemoglobin) menunjukkan bahwa bintil akar itu efektif dan yang tidak efektif berwarna hijau pucat, ukuran bintil akar yang efektif lebih besar dan berpusat pada akar utama, sedangkan yang tidak efektif ukurannya relatif kecil dan tersebar pada cabang akar.

Kedua ukuran ini ditentukan pada satu tanaman. Bintil akar yang telah dewasa terdiri atas daerah bakteroid yang dikelilingi beberapa lapisan korteks. Volume jaringan bakteroid 16 – 50% lebih besar pada bintil akar efektifdari pada bintil akar tidak efektif. Volume jaringan bakteroid pada bintil akar efektif memiliki hubungan langsung yang positif dengan jumlah N yang difiksasi. Nodule yang tidak efektif biasanya kecil – kecil dan jaringan bakteroidnya tidak berkembang. Sebaiknya nodule yang efektif berukuran besar – besar dan jaringan bakteroidnya berkembang dengan baik. Bakteroid bentuknya tidak teratur dan tidak mempunyai flagella dan dikelilingi oleh membrane. Pigmen merah yang mirip dengan hemoglobin darah dijumpai dalam bintil akar antara bakteroid dengan selubung membran yang mengelilinginya.

Pigmen merah tersebut disebut “Leghaemoglobin“. Jumlah leghaemoglobin didalam bintil akar memiliki hubungan langsung dengan jumlah nitrogen yang difiksasi dengan legum. Leghaemoglobin pada bintil akar berfungsi sebagai pembawa elektron khusus dalam fiksasi nitrogen, pengatur pasokan oksigen dan pembawa oksigen. Bukti-bukti terakhir menunjukkan bahwa leghaemoglobin tidak berperan aktif dalam fiksasi nitrogen secara simbiotik tetapi berfungsi sebagai katup biologis dalam mengatur pemasok oksigen ke bakteroid pada tinggkat optimum yang kondusif untuk berfungsinya secara tepat pada proses fiksasi nitrogen. Dengan demikian enzim nitrogenase yang peka terhadap oksigen akan berfungsi secara optimal.

Sumber:    simdos.unud.ac.id