細(xì)菌的1科。它是促使植物異常增生的一類革蘭氏染色陰性需氧桿菌。正常細(xì)胞以鞭毛運(yùn)動(dòng)，無(wú)芽孢。可利用多種碳水化合物，并產(chǎn)生相當(dāng)量的胞外粘液。DNA中的G＋C克分子含量為57～65％。
根瘤菌科是H．J．康思于1936年建立的。經(jīng)過(guò)70年代和80年代初的研究，本科的變化較大，現(xiàn)包括4屬10種，但其中的放射土壤桿菌不能引起植物異常增生。
根瘤菌屬和慢生根瘤菌屬 兩屬細(xì)菌都能從豆科植物根毛侵入根內(nèi)形成根瘤，并在根瘤內(nèi)成為分枝的多態(tài)細(xì)胞，稱為類菌體。類菌體在根瘤內(nèi)不生長(zhǎng)繁殖，卻能與豆科植物共生固氮，對(duì)豆科植物生長(zhǎng)有良好作用。這兩屬細(xì)菌的表現(xiàn)性狀極相似，只是根瘤菌屬的細(xì)菌在酵母膏、甘露醇、無(wú)機(jī)鹽瓊脂上生長(zhǎng)快，3～5天的菌落直徑可達(dá)2～4毫米；在含碳水化合物的培養(yǎng)基上產(chǎn)酸。慢生根瘤菌屬的細(xì)菌卻與之相反，菌落生長(zhǎng)甚慢，5～7天其直徑還不足1毫米，在含碳水化合物的培養(yǎng)基上不產(chǎn)酸，反而呈堿性。根瘤菌屬是于1889年由B．弗蘭克建立的，它包括3種：豌豆根瘤菌、苜蓿根瘤菌和百脈根瘤菌。慢生根瘤菌屬是D．C．喬丹于1982年從根瘤菌屬中分化出來(lái)的，屬內(nèi)暫有一種，即曾經(jīng)稱為大豆根瘤菌的大豆慢生根瘤菌。上述兩屬細(xì)菌時(shí)常制成細(xì)菌制劑在田間施用，作為作物或牧草增產(chǎn)的一種手段（見(jiàn)固氮微生物）。
土壤桿菌屬 1942年由H．J．康恩建立。其性狀與前述兩屬的根瘤細(xì)菌頗相似，但不能在豆科植物根上形成能共生固氮的根瘤。本屬細(xì)菌能夠通過(guò)外傷入侵多種雙子葉植物和裸子植物，致使植物細(xì)胞轉(zhuǎn)化為異常增生的腫瘤細(xì)胞，產(chǎn)生根癌、毛根和桿癭等病狀。土鑲桿菌屬內(nèi)各個(gè)種誘發(fā)根癌的能力與其所特有的Ti質(zhì)粒有關(guān)。本屬細(xì)菌為土傳性植物病原菌。
葉桿菌屬 1984年D．H．克內(nèi)澤爾發(fā)表的1屬細(xì)菌。其表現(xiàn)性狀與前述3屬相近，特點(diǎn)是在紫金牛科和茜草科中某些熱帶種的葉片上形成共生葉瘤。細(xì)菌在葉瘤內(nèi)也呈多態(tài)，但是否能共生固氮還沒(méi)能斷定。共有兩個(gè)種：紫金牛葉桿菌和茜草葉桿菌。
現(xiàn)代的分類手段，如DNA堿基組成、DNA同源性、rRNA順?lè)醋酉嗨菩浴⒌鞍啄z電泳、數(shù)值分類等結(jié)果，都證明土壤桿菌與兩屬根瘤菌有一定的親緣關(guān)系，也證明將根瘤細(xì)菌分為兩屬是符合客觀實(shí)際的。rRNA順?lè)醋酉嗨菩缘难芯拷Y(jié)果證明葉桿菌屬與前3屬有一定關(guān)系，所以暫歸屬于根瘤菌科。