Nitrate metabolism in the dinoflagellate Lingulodinium polyedrum

Les dinoflagellés sont des eucaryotes unicellulaires retrouvés dans la plupart des écosystèmes aquatiques du globe. Ces organismes amènent une contribution substantielle à la production primaire des océans, soit en tant que membre du phytoplancton, soit en tant que symbiontes des anthozoaires formant les récifs coralliens. Malheureusement, ce rôle écologique majeur est souvent négligé face à la capacité de certaines espèces de dinoflagellés à former des fleurs d'eau, parfois d'étendue et de durée spectaculaires. Ces floraisons d'algues, communément appelées "marées rouges", peuvent avoir de graves conséquences sur les écosystèmes côtiers, sur les industries de la pêche et du tourisme, ainsi que sur la santé humaine. Un des facteurs souvent corrélé avec la formation des fleurs d'eau est une augmentation dans la concentration de nutriments, notamment l’azote et le phosphore. Le nitrate est un des composants principaux retrouvés dans les eaux de ruissellement agricoles, mais également la forme d'azote bioaccessible la plus abondante dans les écosystèmes marins. Ainsi, l'agriculture humaine a contribué à magnifier significativement les problèmes associés aux marées rouges au niveau mondial. Cependant, la pollution ne peut pas expliquer à elle seule la formation et la persistance des fleurs d'eau, qui impliquent plusieurs facteurs biotiques et abiotiques. Il est particulièrement difficile d'évaluer l'importance relative qu'ont les ajouts de nitrate par rapport à ces autres facteurs, parce que le métabolisme du nitrate chez les dinoflagellés est largement méconnu. Le but principal de cette thèse vise à remédier à cette lacune. J'ai choisi Lingulodinium polyedrum comme modèle pour l'étude du métabolisme du nitrate, parce que ce dinoflagellé est facilement cultivable en laboratoire et qu'une étude transcriptomique a récemment fourni une liste de gènes pratiquement complète pour cette espèce. Il est également intéressant que certaines composantes moléculaires de la voie du nitrate chez cet organisme soient sous contrôle circadien. Ainsi, dans ce projet, j'ai utilisé des analyses physiologiques, biochimiques, transcriptomiques et bioinformatiques pour enrichir nos connaissances sur le métabolisme du nitrate des dinoflagellés et nous permettre de mieux apprécier le rôle de l'horloge circadienne dans la régulation de cette importante voie métabolique primaire. Je me suis tout d'abord penché sur les cas particuliers où des floraisons de dinoflagellés sont observées dans des conditions de carence en azote. Cette idée peut sembler contreintuitive, parce que l'ajout de nitrate plutôt que son épuisement dans le milieu est généralement associé aux floraisons d'algues. Cependant, j’ai découvert que lorsque du nitrate était ajouté à des cultures initialement carencées ou enrichies en azote, celles qui s'étaient acclimatées au stress d'azote arrivaient à survivre près de deux mois à haute densité cellulaire, alors que les cellules qui n'étaient pas acclimatées mourraient après deux semaines. En condition de carence d'azote sévère, les cellules arrivaient à survivre un peu plus de deux semaines et ce, en arrêtant leur cycle cellulaire et en diminuant leur activité photosynthétique. L’incapacité pour ces cellules carencées à synthétiser de nouveaux acides aminés dans un contexte où la photosynthèse était toujours active a mené à l’accumulation de carbone réduit sous forme de granules d’amidon et corps lipidiques. Curieusement, ces deux réserves de carbone se trouvaient à des pôles opposés de la cellule, suggérant un rôle fonctionnel à cette polarisation. La deuxième contribution de ma thèse fut d’identifier et de caractériser les premiers transporteurs de nitrate chez les dinoflagellés. J'ai découvert que Lingulodinium ne possédait que très peu de transporteurs comparativement à ce qui est observé chez les plantes et j'ai suggéré que seuls les membres de la famille des transporteurs de nitrate de haute affinité 2 (NRT2) étaient réellement impliqués dans le transport du nitrate. Le principal transporteur chez Lingulodinium était exprimé constitutivement, suggérant que l’acquisition du nitrate chez ce dinoflagellé se fondait majoritairement sur un système constitutif plutôt qu’inductible. Enfin, j'ai démontré que l'acquisition du nitrate chez Lingulodinium était régulée par la lumière et non par l'horloge circadienne, tel qu'il avait été proposé dans une étude antérieure. Finalement, j’ai utilisé une approche RNA-seq pour vérifier si certains transcrits de composantes impliquées dans le métabolisme du nitrate de Lingulodinium étaient sous contrôle circadien. Non seulement ai-je découvert qu’il n’y avait aucune variation journalière dans les niveaux des transcrits impliqués dans le métabolisme du nitrate, j’ai aussi constaté qu’il n’y avait aucune variation journalière pour n’importe quel ARN du transcriptome de Lingulodinium. Cette découverte a démontré que l’horloge de ce dinoflagellé n'avait pas besoin de transcription rythmique pour générer des rythmes physiologiques comme observé chez les autres eukaryotes.

Seawater carbonate chemistry, nutrient uptake and biological processes of coral Stylophora pistillata during experiments, 2011

The effects of ocean acidification and elevated seawater temperature on coral calcification and photosynthesis have been extensively investigated over the last two decades, whereas they are still unknown on nutrient uptake, despite their importance for coral energetics. We therefore studied the separate and combined impacts of increases in temperature and pCO2 on phosphate, ammonium, and nitrate uptake rates by the scleractinian coral S. pistillata. Three experiments were performed, during 10 days i) at three pHT conditions (8.1, 7.8, and 7.5) and normal temperature (26°C), ii) at three temperature conditions (26°, 29°C, and 33°C) and normal pHT(8.1), and iii) at three pHT conditions (8.1, 7.8, and 7.5) and elevated temperature (33°C). After 10 days of incubation, corals had not bleached, as protein, chlorophyll, and zooxanthellae contents were the same in all treatments. However, photosynthetic rates significantly decreased at 33°C, and were further reduced for the pHT 7.5. The photosynthetic efficiency of PSII was only decreased by elevated temperature. Nutrient uptake rates were not affected by a change in pH alone. Conversely, elevated temperature (33°C) alone induced an increase in phosphate uptake but a severe decrease in nitrate and ammonium uptake rates, even leading to a release of nitrogen into seawater. Combination of high temperature (33°C) and low pHT(7.5) resulted in a significant decrease in phosphate and nitrate uptake rates compared to control corals (26°C, pHT = 8.1). These results indicate that both inorganic nitrogen and phosphorus metabolism may be negatively affected by the cumulative effects of ocean warming and acidification.

Nitrate metabolism in the dinoflagellate Lingulodinium polyedrum

Les dinoflagellés sont des eucaryotes unicellulaires retrouvés dans la plupart des écosystèmes aquatiques du globe. Ces organismes amènent une contribution substantielle à la production primaire des océans, soit en tant que membre du phytoplancton, soit en tant que symbiontes des anthozoaires formant les récifs coralliens. Malheureusement, ce rôle écologique majeur est souvent négligé face à la capacité de certaines espèces de dinoflagellés à former des fleurs d'eau, parfois d'étendue et de durée spectaculaires. Ces floraisons d'algues, communément appelées "marées rouges", peuvent avoir de graves conséquences sur les écosystèmes côtiers, sur les industries de la pêche et du tourisme, ainsi que sur la santé humaine. Un des facteurs souvent corrélé avec la formation des fleurs d'eau est une augmentation dans la concentration de nutriments, notamment l’azote et le phosphore. Le nitrate est un des composants principaux retrouvés dans les eaux de ruissellement agricoles, mais également la forme d'azote bioaccessible la plus abondante dans les écosystèmes marins. Ainsi, l'agriculture humaine a contribué à magnifier significativement les problèmes associés aux marées rouges au niveau mondial. Cependant, la pollution ne peut pas expliquer à elle seule la formation et la persistance des fleurs d'eau, qui impliquent plusieurs facteurs biotiques et abiotiques. Il est particulièrement difficile d'évaluer l'importance relative qu'ont les ajouts de nitrate par rapport à ces autres facteurs, parce que le métabolisme du nitrate chez les dinoflagellés est largement méconnu. Le but principal de cette thèse vise à remédier à cette lacune. J'ai choisi Lingulodinium polyedrum comme modèle pour l'étude du métabolisme du nitrate, parce que ce dinoflagellé est facilement cultivable en laboratoire et qu'une étude transcriptomique a récemment fourni une liste de gènes pratiquement complète pour cette espèce. Il est également intéressant que certaines composantes moléculaires de la voie du nitrate chez cet organisme soient sous contrôle circadien. Ainsi, dans ce projet, j'ai utilisé des analyses physiologiques, biochimiques, transcriptomiques et bioinformatiques pour enrichir nos connaissances sur le métabolisme du nitrate des dinoflagellés et nous permettre de mieux apprécier le rôle de l'horloge circadienne dans la régulation de cette importante voie métabolique primaire. Je me suis tout d'abord penché sur les cas particuliers où des floraisons de dinoflagellés sont observées dans des conditions de carence en azote. Cette idée peut sembler contreintuitive, parce que l'ajout de nitrate plutôt que son épuisement dans le milieu est généralement associé aux floraisons d'algues. Cependant, j’ai découvert que lorsque du nitrate était ajouté à des cultures initialement carencées ou enrichies en azote, celles qui s'étaient acclimatées au stress d'azote arrivaient à survivre près de deux mois à haute densité cellulaire, alors que les cellules qui n'étaient pas acclimatées mourraient après deux semaines. En condition de carence d'azote sévère, les cellules arrivaient à survivre un peu plus de deux semaines et ce, en arrêtant leur cycle cellulaire et en diminuant leur activité photosynthétique. L’incapacité pour ces cellules carencées à synthétiser de nouveaux acides aminés dans un contexte où la photosynthèse était toujours active a mené à l’accumulation de carbone réduit sous forme de granules d’amidon et corps lipidiques. Curieusement, ces deux réserves de carbone se trouvaient à des pôles opposés de la cellule, suggérant un rôle fonctionnel à cette polarisation. La deuxième contribution de ma thèse fut d’identifier et de caractériser les premiers transporteurs de nitrate chez les dinoflagellés. J'ai découvert que Lingulodinium ne possédait que très peu de transporteurs comparativement à ce qui est observé chez les plantes et j'ai suggéré que seuls les membres de la famille des transporteurs de nitrate de haute affinité 2 (NRT2) étaient réellement impliqués dans le transport du nitrate. Le principal transporteur chez Lingulodinium était exprimé constitutivement, suggérant que l’acquisition du nitrate chez ce dinoflagellé se fondait majoritairement sur un système constitutif plutôt qu’inductible. Enfin, j'ai démontré que l'acquisition du nitrate chez Lingulodinium était régulée par la lumière et non par l'horloge circadienne, tel qu'il avait été proposé dans une étude antérieure. Finalement, j’ai utilisé une approche RNA-seq pour vérifier si certains transcrits de composantes impliquées dans le métabolisme du nitrate de Lingulodinium étaient sous contrôle circadien. Non seulement ai-je découvert qu’il n’y avait aucune variation journalière dans les niveaux des transcrits impliqués dans le métabolisme du nitrate, j’ai aussi constaté qu’il n’y avait aucune variation journalière pour n’importe quel ARN du transcriptome de Lingulodinium. Cette découverte a démontré que l’horloge de ce dinoflagellé n'avait pas besoin de transcription rythmique pour générer des rythmes physiologiques comme observé chez les autres eukaryotes.

化感物质香豆素对苜蓿种子萌发及幼苗初级氮同化的影响

香豆素类物质是苯丙酸内酯（环酯）类化合物，绝大部分高等植物通过次生代谢途径都能合成。研究表明，香豆素类物质是花椒体内最重要的化感物质，系统研究香豆素类物质的作用机理有助于理解和最终解决花椒连作障碍。本文通过研究香豆素对几种植物种子特别是苜蓿种子萌发、苜蓿幼苗初级氮同化的影响，从生理生化角度揭示香豆素的作用方式，为花椒连作障碍的解决和化感作用机制的深入理解提供依据。主要研究结果如下：1. 研究了香豆素对6 种常见作物种子萌发的影响，并对一组数据采用4个不同的指标进行评价，对生物测定化感作用中存在的问题进行了讨论。结果发现1.0mM的香豆素对采用的6 种作物的种子萌发均表现出一定的化感作用，4 个指标的敏感程度依次为S (发芽速度)＞AS(累积发芽速度)＞CRG(发芽指数)＞GT(最终发芽率)。种子萌发实验是化感作用研究中最重要、应用最广泛的生物测定方法之一，应根据不同的研究目的合理采用指标和实验方法。2. 采用培养皿试纸法进行种子萌发试验，研究了香豆素水溶液在苜蓿种子萌发过程中对其吸水、电导率及抗氧化保护酶活性的影响。结果表明，影响苜蓿种子发芽的香豆素浓度阀值为0.3mM。香豆素在1.0mM 的浓度下降低了苜蓿种子吸水阶段Ⅱ的吸水速度，使其外渗物质增多，电导率增大，并显著抑制了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性，同时种子体内丙二醛（MDA）的含量显著增大。高浓度香豆素破坏了膜的结构、影响了抗氧化保护酶的活性是香豆素降低苜蓿发芽率的原因之一，也可能是影响花椒-苜蓿间作的关键因素之一。3. 不同浓度（0、25 μM、50 μM、0.1 mM、1.0 mM）化感活性物质香豆素对10 日龄苜蓿幼苗初级氮同化的影响的结果表明25 µM～50 µM 的香豆素加快了苜蓿幼苗对硝态氮的吸收。高浓度的香豆素导致苜蓿根系和叶片内可溶性蛋白含量降低、鲜重减小、地下鲜重/地上鲜重（R/S）的比值升高，根系中初级氮同化的关键酶硝酸还原酶（NR）、谷氨酸胺合成酶（GS）、谷氨酸脱氢酶（GDH）的活性降低，叶片中NR、GS 的活性减低、叶绿素含量减少，而GDH 的活性升高。香豆素影响苜蓿幼苗氮代谢和氨同化的关键酶，导致体内养分的缺失是香豆素抑制苜蓿幼苗生长的机理之一。Coumarins are lactones of o-hydroxycinnamic acid, and are allelopathiccompounds that originate in the phenylpropanoid pathway. They are synthesized byalmost all higher plants. According to previous studies, coumarins were mostimportant allelochemicals in Chinese prickly ash. Systematically research of theeffect of coumarin could help to comprehend the continuous cropping impediment.The effects of coumarin on seed germination and primary nitrogen assimilation ofalfalfa were studied. The main results showed that:1. We compared four common germination indices (S, AS, CRG, GT)preciously calculated with the same date. The results showed that, at theconcentration of 1.0 mM, coumarin inhibited seeds germination. Among all indices,the S index was most sensitive, followed by the AS and CRG indices. Andsuggestions on the expression of bioassay results were also provided.2. At concentrations above 0.3 mM, coumarin inhibited seed germination in aconcentration-dependent manner. During seed imbibitionⅡ, coumarin at 1.0 mMsignificantly reduced the activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT),peroxidase (POD), while the content of malonyldialdehyde (MDA) in alfalfa seedssignificantly increased. The higher concentration coumarin destroyed structure ofmembrane and influenced activities of antioxidant enzymes, which might be one ofthe reasons that coumarin decreased germination rate of alfalfa, and one of the keyfactors influencing Chinese prickly ash-alfalfa intercropping.3. Alfalfa plants were exposed to different concentration of coumarin (0、25μM、50 μM、0.1 mM、1.0 mM) grown for 10 days on control medium. Coumarin, in the range of 25 μM～50 μM, significantly stimulated the net nitrate uptake.Increasing coumarin concentration led to a decrease of protein contents in theleaves and roots. The root to shoot (R/S) FW ratio was increased by increasingcoumarin concentration. Under high coumarin concentration, the activities of nitratereductase (NR) and glutamine synthetase (GS) were repressed in the roots andleaves. Glutamate dehydrogenase (GDH) was inhibited in the roots, while enhancedin the leaves. Chlorophyll contents in the leaves were also decreased under highcoumain concentration. Coumarin decreased alfalfa growth by (i) nutritionaldeficiencies shown by the decrease of nitrate, (ii) lowered N compound synthesisvia inhibition of nitrate reduction and ammonium assimilation.

Seasonal changes in the distribution of dissolved organic nitrogen in coastal and open-ocean waters in the North East Pacific: sources and sinks

The distribution of dissolved organic nitrogen (DON) and nitrate were determined seasonally (winter, spring and summer) during three years along line P, i.e. an E-W transect from the coast of British Columbia, Canada, to Station P (50degreesN, 145degreesW) in the subarctic North East Pacific Ocean. In conjunction, DON measurements were made in the Straits of Juan de Fuca and Georgia within an estuarine system connected to the NE Pacific Ocean. The distribution of DON at the surface showed higher values of 4-17 muM in the Straits relative to values of 4-10 muM encountered along line P, respectively. Along line P, the concentration of DON showed an inshore-offshore gradient at the surface with higher values near the coast. The equation for the conservation of DON showed that horizontal transport of DON (inshore-offshore) was much larger than vertical physical mixing. Horizontal advection of DON-rich waters from the coastal estuarine system to the NE Pacific Ocean was likely the cause of the inshore-offshore gradient in the concentration of DON. Although the concentration of DON was very variable in space and time, it increased from winter to summer, with an average build up of 4.3 muM in the Straits and 0.7 muM in the NE subarctic Pacific. This implied seasonal DON sources of 0.3 mmol N m(-2) d(-1) at Station P and 1.5 mmol N m(-2) d(-1) in the Straits, respectively. These seasonal DON accumulation rates corresponded to about 15-20% of the seasonal nitrate uptake and suggested that there was a small seasonal build up of labile DON at the surface. However, the long residence times of 180-1560 d indicated that the most of the DON pool in surface waters was refractory in two very different productivity regimes of the NE Pacific. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Nitrogen isotopic fractionation during a simulated diatom spring bloom: importance of N-starvation in controlling fractionation

N isotope fractionation (epsilon) was first determined during ambient NO3- depletion in a simulated diatom spring bloom. After 48 h of N-starvation, NH4+ was resupplied to the diatoms in small pulses to simulate grazer-produced N and then epsilon was determined. Large variations in epsilon values were observed: from 2.0-3.6 to 14-0 parts per thousand during NO3- and NH4+ uptake, respectively. This is the first study reporting an epsilon value as low as 0 to 2 parts per thousand for NH4+ uptake and we suggest that greater N demand after N-starvation may have drastically reduced NH3 efflux out of the cells. Thus the N status of the phytoplankton and not the ambient NH4+ concentration may be the important factor controlling epsilon, because, when N-starvation increased, epsilon values for NH4+ uptake decreased within 30 h. This study may thus have important implications for interpreting the delta(15)N of particulate N in nutrient-depleted regimes in temperate coastal oceans.

Oceanic controls on the primary production of the northwest European continental shelf: model experiments under recent past conditions and a potential future scenario

In this paper we clearly demonstrate that changes in oceanic nutrients are a first order factor in determining changes in the primary production of the northwest European continental shelf on time scales of 5–10 yr. We present a series of coupled hydrodynamic ecosystem modelling simulations, using the POLCOMS-ERSEM system. These are forced by both reanalysis data and a single example of a coupled ocean-atmosphere general circulation model (OA-GCM) representative of possible conditions in 2080–2100 under an SRES A1B emissions scenario, along with the corresponding present day control. The OA-GCM forced simulations show a substantial reduction in surface nutrients in the open-ocean regions of the model domain, comparing future and present day time-slices. This arises from a large increase in oceanic stratification. Tracer transport experiments identify a substantial fraction of on-shelf water originates from the open-ocean region to the south of the domain, where this increase is largest, and indeed the on-shelf nutrient and primary production are reduced as this water is transported on-shelf. This relationship is confirmed quantitatively by comparing changes in winter nitrate with total annual nitrate uptake. The reduction in primary production by the reduced nutrient transport is mitigated by on-shelf processes relating to temperature, stratification (length of growing season) and recycling. Regions less exposed to ocean-shelf exchange in this model (Celtic Sea, Irish Sea, English Channel, and Southern North Sea) show a modest increase in primary production (of 5–10%) compared with a decrease of 0–20% in the outer shelf, Central and Northern North Sea. These findings are backed up by a boundary condition perturbation experiment and a simple mixing model.

Metabolically active, non-nitrogen fixing,Trichodesmiumin UK coastal waters during winter

Trichodesmium, a colonial cyanobacterium typically associated with tropical waters, was observed between January and April 2014 in the western English Channel. Sequencing of the heterocyst differentiation (hetR) and 16S rRNA genes placed this community within the Clade IV Trichodesmium, an understudied clade previously found only in low numbers in warmer waters. Nitrogen fixation was not detected although measurable rates of nitrate uptake and carbon fixation were observed. Trichodesmium RuBisCO transcript abundance relative to gene abundance suggests the potential for viable and potentially active Trichodesmium carbon fixation. Observations of Trichodesmium when coupled with a numerical advection model indicate that Trichodesmium communities can remain viable for >3.5 months at temperatures lower than previously expected. The results suggest that Clade IV Trichodesmium occupies a different niche to other Trichodesmium species, and is a cold- or low-light-adapted variant.

Comparisons of plankton at 59 degrees N and 37 degrees N during two Lagrangian drift experiments in the North Atlantic in June and July 1996

Data are summarised for two Lagrangian experiments in the North Atlantic in early summer 1996. At 59 degreesN 20 degreesW, plankton dynamics was studied in an SF, tracer release experiment within a mesoscale eddy over a 9-day period. At 37 degreesN 20 degreesW, a second experiment followed a drifting buoy for 7 days. The data obtained in these two experiments have been averaged for 3 depth strata; the euphotic zone, the surface mixed layer (SML), and the seasonal thermocline immediately beneath the surface mixed layer. At 59 degreesN, the euphotic zone was only marginally deeper than the SML, but at 37 degreesN the SML was ca 30 m and the euphotic depth was ca 110 m. At 37 degreesN, nutrient concentrations in the SML were low but significant new production occurred in the thermocline because of light penetration into the nutricline. The particulate organic carbon (POC) concentration of the SML at 59 degreesN was 13-15 mu mol C kg(-1), but at 37 degreesN POC concentrations were 4 mu mol C kg(-1). These POC measurements include biota and detritus. As a way of investigating latitudinal differences in the plankton communities, estimates have been made of the carbon and nitrogen content of phytoplankton, bacterioplankton, microzooplankton and mesozooplankton. At both 59 degreesN and 37 degreesN, phytoplankton was the largest component, accounting for ca 50% of the planktonic biomass in the SML. At 59 degreesN, microzooplankton was 16% of the planktonic carbon, but at 37 degreesN this reduced to 8% of the total. Mesozooplankton was a relatively constant proportion (ca 20%) of the planktonic carbon in the SML at both 59 degreesN and 37 degreesN. Bacterioplankton was 14% of the biomass at 59 degreesN, increasing to 24% in the microbial loop-dominated system at 37 degreesN. Mean carbon fixation rate in the oligotrophic southern station was 24% of that at the north, with more carbon fixation below the SML at 37 degreesN than at 59 degreesN. Respiration rates showed little variation with latitude, and the rates at 37 degreesN were 80% of those at 59 degreesN. Nitrate and ammonium uptake rates were very low in the oligotrophic conditions in the SML at 37 degreesN, but nitrate uptake in the euphotic zone was comparable to that at 59 degreesN. Ammonium uptake by phytoplankton was also significantly greater at 37 degreesN, in both the euphotic zone and thermocline, but uptake in the SML was only 20% of that in the SML at 59 degreesN. (C) 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Dominance of legume trees alters nutrient relations in mixed species forest restoration plantings within seven years

Failures in reforestation are often attributed to nutrient limitation for tree growth. We compared tree performance and nitrogen and phosphorus relations in adjacent mixed-species plantings of contrasting composition, established for forest restoration on Ultisol soil, originally covered by tropical semi-deciduous Atlantic Forest in Southeast Brazil. Nutrient relations of four tree species occurring in both planting mixtures were compared between a legume-dominated, species-poor direct seeding mixture of early-successional species ("legume mixture"), and a species-diverse, legume-poor mixture of all successional groups ("diverse mixture"). After 7 years, the legume mixture had 6-fold higher abundance of N(2)-fixing trees, 177% higher total tree basal area, 22% lower litter C/N, six-fold higher in situ soil resin-nitrate, and 40% lower in situ soil resin-P, compared to the diverse mixture. In the legume mixture, non-N(2)-fixing legume Schizolobium parahyba (Fabaceae-Caesalpinioideae) had significantly lower proportional N resorption, and both naturally regenerating non-legume trees had significantly higher leaf N concentrations, and higher proportional P resorption, than in the diverse mixture. This demonstrate forms of plastic adjustment in all three non-N(2)-fixing species to diverged nutrient relations between mixtures. By contrast, leaf nutrient relations in N(2)-fixing Enterolobium contortisiliquum (Fabaceae-Mimosoideae) did not respond to planting mixtures. Rapid N accumulation in the legume mixture caused excess soil nitrification over nitrate immobilization and tighter P recycling compared with the diverse mixture. The legume mixture succeeded in accelerating tree growth and canopy closure, but may imply periods of N losses and possibly P limitation. Incorporation of species with efficient nitrate uptake and P mobilization from resistant soil pools offers potential to optimize these tradeoffs.