外生菌根菌ネットワークの構造と機能(特別講演)

抄録

森林では多くの樹木に外生菌根菌が共生しており,宿主樹木の養分吸収能力を高め成長を促進している。樹木によっては,外生菌根菌との共生は生存や成長に不可欠なものと言ってよい。しかし,樹木と外生菌根菌の共生は地下で起こっていることもあり,それが実際の森林でどのように構築・維持されているのか,またその機能がどう発揮されているのか,詳細はよく分かっていなかった。しかし,近年分子生物学やその他の分野の研究技術が飛躍的に進歩するのに歩調を合わせ,外生菌根共生が実際の森林の地下部でどのように始まり拡大し機能しているのかが,少しずつ明らかになってきた。森林林床下では,複数の菌根を繋ぐ外生菌根菌ネットワーク(EMネットワーク)が形成されている。様々な菌種のEMネットワークがパッチ状に割拠しており,しかもそれらは比較的不安定でダイナミックに変動することが,DNA解析を用いた研究によって明らかにされている。これらのEMネットワークは,宿主樹木の養分吸収を助けその成長を促進することを通して,様々な生態機能を発揮している。これまでに,EMネットワークの生態機能に関する仮説がいくつか提案されており,「EMネットワークは,その上に芽生えた実生の菌根共生を促進することにより,実生の定着や成長を助ける」という仮説「異なる樹木が,両者を繋ぐEMネットワークを通じて光合成産物を受け渡し,互いに助け合っている」という仮説が,現在注目を集めている。残されたEMネットワークに関する研究課題の一つは,EMネットワーク間の相互作用である。最後に,EMネットワーク問での菌糸融合により,物質移動の機能単位が拡大することを示す最新の実験結果を紹介する。