Legume plants have a unique ability to form associations with nitrogen-fixing rhizobial species. An exchange of specific signaling molecules between host and microsymbiont constitutes the first step required both for bacterial infection and the formation of new, root-derived organs, called nodules. Since these two events occur in different root tissues, namely in the rhizodermis and in the underlying cortical cells, their strict regulation and coordination have to exist. An essential role of plant hormones, especially cytokinins, in the modulation of nitrogen-fixing symbiosis has been widely postulated. Activation of the cytokinin signaling pathway in the root cortex, by an unknown signal, is thought to be a key event of the infection process. As a consequence bioactive cytokinins are biosynthesized in the root susceptible zone, and they are a part of a positive feedback loop to trigger cortical cell division and sustain nodule organogenesis. Understanding the genetic mechanisms underlying events that occur in the inner layers of the root is one of the key challenges emerging in the study of symbiotic processes.
Wyróżniającą cechą roślin bobowatych jest ich zdolność do nawiązywania oddziaływań symbiotycznych z bakteriami, wiążącymi azot atmosferyczny, tzw. rizobiami. Wymiana specyficznych molekuł sygnałowych pomiędzy rośliną gospodarzem a mikrosymbiontem stanowi pierwszy etap wymagany zarówno do infekcji bakteryjnej jak i formowania nowego organu symbiotycznego jakim jest brodawka korzeniowa. Biorąc pod uwagę fakt, iż wspomniane dwa procesy zachodzą w różnych tkankach korzenia, tj. w ryzodermie oraz komórkach kory pierwotnej, ścisła ich regulacja i koordynacja jest oczekiwana. W modulacji interakcji symbiotycznych kluczową rolę odgrywają hormony roślinne, w szczególności cytokininy. Aktywacja ścieżki sygnałowej cytokinin w korze pierwotnej stanowi kluczowy element procesu symbiozy. W jej konsekwencji aktywne biologicznie cytokininy są biosyntetyzowane i akumulowane w strefie korzenia podatnej na brodawkowanie. Zapoczątkowuje to podziały mitotyczne komórek kory pierwotnej i rozwój brodawki korzeniowej. Zrozumienie genetycznych mechanizmów regulacji, leżących u postaw zdarzeń, zachodzących w wewnętrznych warstwach korzenia, stanowi jedno z kluczowych wyzwań, pojawiających się w badaniach procesów symbiotycznych.