ベニバナ(Pyrola incarnata)は森林の林床に生育する多年生常緑草本である。その根には、木本植物と相利共生関係をもつとされる外生菌根菌によって菌根が形成される。しかしながら、暗い林床に生育する植物にとって、光合成産物を要求される菌根共生が一概に有利であるとは言いがたい。そのため、常緑性で林床に生育する属の植物がなぜ菌根を形成するのかは興味深い問題である。そこで本研究では、1)野外のベニバナ生育地において、菌根形成量と菌根菌の多様性を調査した。また、2)カラマツ、ベニバナ、菌根菌の三者関係を成立させたポットを作成し、カラマツに炭素安定同位体¹³Cを与え、ベニバナに日よけをして、トレース実験を行った。さらに、3)rDNA-ITS領域のPCR-RFLP解析によってベニバナとカラマツの菌根の遺伝的同一性を比較した。その結果、1)野外では本種の根には多様な菌根菌が定着しており、また、林冠木の葉が展開し林床が暗くなる夏期に、20％以上の菌根形成量のピークを示すことが明らかとなった。また、2)トレース実験の結果、ベニバナの地上部と地下茎から通常よりも高い割合の¹³Cが検出された。さらに3)カラマツとベニバナの両菌根のITS-RFLPパターンが一致した。これらから、ベニバナはカラマツに菌根を形成する菌根菌と同一の菌によって菌根を形成し、その菌糸を通じてカラマツの光合成産物を受け取っている可能性が示された。

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日本産類(属7種とコ属1種の計8種)の地理分布を明らかにした。植物地理学的観点からKrisa(1971)の属内の分類システムの問題点を指摘した。それは(1)北方要素のP. asarifolia-rotundifolia群と東アジア温帯要素のP. japonica群とが同じPyrola節に入れられている,(2)Chlorantha節には3つの異なる分布要素がふくまれていることである。これら2つの節については今後再整理の必要がある。類でみられた,東北地方中南部で分布が欠落したり疎になったりする分布型は,日本の維管束植物約100種類で共通してみられることが分った。今回明らかになった東北地方中南部欠落分布は,現在の生育地や地史的・気候的背景を考えると多元的に生じたと推定される。

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ツツジ科属の植物は，アーブトイド菌根を形成する．中部・近畿地方の個体群では菌鞘のないアーブトイド菌根が形成され，外生菌根菌のベニタケ属が優占的に定着していた．これは，が周囲の外生菌根性樹木と菌根菌を共有していることを示唆する．本研究では，東アジアにおけるの菌根菌群集構造を明らかにすることを目的とした．そのため，3か国5地域から34個体のを採取し，分子解析によって定着する菌根菌の分類を推定した．実体顕微鏡下で表皮細胞内菌糸コイルが形成された根を菌根として切り出した．菌根断片からゲノムDNAを抽出し，ITS領域をPCR増幅，クローニング，RFLPタイプ分けし，代表サンプルの塩基配列をシークエンサーにより決定した．現在までに4地域の解析を行い，ベニタケ科，イボタケ科などの外生菌根菌が検出された．得られるデータにもとづき，地理的，環境的要因が菌根菌群集におよぼす影響について議論する．

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虫媒花の主要なポリネーターの1つであるマルハナバチでは巣内に幼虫がいる期間は花粉・蜜の両方を必要とするが、巣の解散間際には幼虫がいなくなるため花粉を採餌する必要がなくなる。マルハナバチが利用する餌資源の季節的変化は植物の繁殖戦略にも大きな影響をもたらすと考えられるが、近縁な植物種を対象として、その繁殖特性とポリネーターが必要とする餌資源との関係を明らかにした例はない。本研究で対象とした亜科には、花粉花の種(属5種)と花粉・蜜両方をもつ種(ウメガサソウ属２種、コ属１種)の両方が認められ、北海道においては同所的に生育している。主要なポリネーターであるマルハナバチの採餌行動と亜科８種の開花時期との関係を明らかにするため、北海道千歳市の針葉樹林下において亜科の開花時期、マルハナバチ４種の営巣期間、訪花頻度の調査をおこなった。
その結果、（１）亜科８種の開花ピークはそれぞれ異なっていること、（２）花粉花５種は花蜜をもつ３種よりも早く開花すること、（３）花蜜をもつ種の開花時期は主要なポリネーターであるエゾコマルハナバチの巣の解散時期と一致していること、などが明らかになった。亜科における開花時期は、同所的に生育する近縁種との種間競争および花粉媒介者であるマルハナバチの餌資源の双方によって規定されているものと推察された。

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属植物は，菌従属栄養植物とされるシャクジョウソウ亜科と近縁な仲間で，生育環境も同様に光の少ない森林の林床である．一方，属の多くの種は，常緑の厚い緑の葉を持ち，比較的大きなコロニーを形成して生活することが出来る．そこで，属植物と共生菌の関係を，種子の共生発芽から親個体の菌根菌まで調べ，彼らの生存戦略と菌従属栄養性について考察した．種子の埋設実験を様々な環境下で行った結果，若齢カバノキ林でのみで発芽が確認され，親コロニーが存在する成熟林や，森林成立前の調査地では発芽が見られなかった．また，調べた全ての発芽実生から同一種の菌根菌が検出され，発芽時の菌パートナーは極めて特異的で，他の菌従属栄養植物と同じ傾向と考えられた．一方で，属の親個体の菌根菌は，様々な科・属にまたがる多様な種の菌が出現し，菌従属栄養植物で見られる，菌根菌パートナーとの特異的関係は見られず，また，その菌根菌の多くが，生育森林内の優占樹木の外生菌根菌と同じ種によって占められていた．つまり，属は生育環境に応じて周囲の菌と菌根を形成し，かつ周辺樹木と菌の共有を可能にしていると考えられた．さらに，属の葉の安定同位体自然存在比を，周囲の他の植物種と比較したところ，一部の群落で菌従属栄養性を示唆する値が示された．また，ポットを使った¹³Cトレース実験の結果，ベニバナ葉から菌根菌経由での樹木光合成産物の移動が示唆された一方，検出された¹³Cの量は多くなかった．これらの結果は，本植物の菌従属栄養性の存在を間接・直接的に示すが，それへの依存度は高くないと考えられた．以上から，属植物は，種子発芽時には厳密な菌への特異性を持つことで，発芽適地の選択が可能となり，逆に親個体では，菌への特異性を低くすることで，周辺環境の変化への対応が可能になり，また，各森林の外生菌根菌糸ネットワークに接続できると推察される．属植物の生存戦略において，菌従属栄養性への依存度は高くはないが，共生菌の存在は重要な働きを持つと思われた．

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林床に生育するツツジ科

は、「葉の光合成」と「根に定着する菌根菌」の両方に由来する炭素を利用する混合栄養植物である。本種の菌根にはベニタケ科菌類が寡占する傾向にあるなど菌根菌群集の組成については解明されている一方で、それらが炭素獲得に果たす機構は不明である。そこで本研究は、の炭素獲得に対する菌根菌群集の寄与の解明を目的とし、周辺の土壌に殺菌剤（ベノミル溶液）を投与することで根近傍の真菌密度を低減させ、の菌根菌群集と炭素獲得について調べた。回収した菌根は次世代シークエンスで網羅的に種推定した。宿主の葉と果実は炭素安定同位体分析を行った。その結果、土壌への殺菌は宿主の菌根形成に差異を及ぼさなかった。殺菌処理は菌根菌群集のα多様性に影響せずベニタケ科が優占したが、β多様性は低下した。葉と果実の炭素安定同位体比は殺菌処理によって周囲の個体よりも有意に減少した。以上から、殺菌処理が根外に伸びる菌根菌の菌糸に影響したことで菌根への炭素供給が断たれ、は不足する炭素を光合成で補償した可能性が示唆された。

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属植物は根に菌との共生体であるアーブトイド菌根を形成し，自らの光合成生産物に加え，根系に定着する菌根菌を通じて周囲の樹木から光合成産物を獲得すると示唆されている．は日本の様々な森林生態系の林床に生育する常緑多年生草本であるが，上記のような栄養獲得様式に関する知見はない．そこで本研究では，の栄養獲得様式を明らかにするための端緒として，異なる光環境下で生育する個体の菌根形成とその形成率の季節変化，定着する菌類を調べた．調査は，三重県津市のコナラ・クヌギ二次林で行った．2007年1月から11月にかけて，合計6回，3個体ずつを明所，暗所から採取した．採取個体の光環境は，各個体と林外の被陰されない場所における照度の比較にもとづき相対照度として算出した．各個体の根系は，基部，中央部，先端部の3つの部位に大別し，各部位から10～30枚の切片を作成してから，光学顕微鏡観察を行った．根の表皮細胞に貫入する菌根菌菌糸の侵入形態にもとづき6タイプ（コイル初期，コイル，分解初期，分解，コイルなし，デンプン）に大別し，その割合を測定した．上記調査のために採取した個体，さらにDNA解析用に採取した個体の菌根からDNA抽出をしてからITS領域のシークエンス解析を行った．得られたDNA塩基配列はBlast解析を行った．採取した全ての根で菌糸コイルが確認されたことから，においてアーブトイド菌根の形成を明示した．明所，暗所における菌糸コイルの形成率は，それぞれ16.8%から46.2%，14.1%から58.1%と季節によって異なり，上層木により林冠が被覆される5月，7月の夏期において高くなる傾向を示した．菌糸コイルの形成割合は根の部位により異なり，根の先端部から基部にかけて減少する傾向にあった．根に定着する菌種として，現在までに，主としてベニタケ科が推定されている．以上より，は林床の光環境が悪くなる条件下で菌根形成を，特に根の先端部で高頻度に行なうと考えられた．さらに，に定着する菌根菌種はいずれも外生菌根菌種と分類学的に同一であるため，上層木のコナラ，クヌギに外生菌根を形成する菌と菌糸を介して繋がっている可能性がある．

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林床性の草本植物であるベニバナはその種子に胚乳を持たないため， 自力で発芽することが出来ない． 近年， これらの種子がロウタケ科の一種の菌に寄生して発芽する例が観察されている． その一方， 成熟した森林で大きなコロニーを形成しているベニバナは， 樹木と共生する多様な外生菌根菌と非特異的に共生し， その中に発芽の際の特異的な菌は見られていない． このような共生菌の変化が， 発芽から成熟するまでの生長過程でどのように起こるのかは明らかではない． そこで本研究では， ベニバナの発芽時に特異的に関わる菌が， 比較的若い段階の成体において継続して定着しているかを明らかにすることを目的とした． 実験として， 2ヶ所のシラカンバ若齢林において本種の種子約8万粒を埋設し， 発芽時の共生菌の種を再確認した． また， 種子を埋設した場所の近くで， 発芽から間もない本種個体の菌根菌と， その周辺のシラカンバの若齢木の外生菌根菌の種構成をrDNAのPCR-RFLP法とシークエンスによって調べ， 発芽時の特異的共生菌が菌根を形成しているかの確認を行った． その結果， 埋設した80437粒の種子のうち約4％にあたる3518粒が発芽していた． DNAの抽出を行った菌は埋設林によらず， 全てロウタケ科の1種であるSebacina vermiferaに最も高い相同性を示した． 一方， ベニバナ及びシラカンバの外生菌根サンプルからは， 多様なタイプの菌が出現した． ベニバナの菌根55サンプルのうち， 約9％が発芽時の共生菌と同じS. vermiferaと思われる菌によるものだったが， シラカンバ外生菌根からはこの菌は見つからなかった． 以上より， ベニバナは， 発芽後しばらくの間， 発芽時に特異的に依存していた菌を保持したままであるが， 森林が成熟しコロニーが拡大するにつれ， 徐々に周囲の外生菌根菌に共生相手を乗り換えて生活していると考えられた．

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属植物は0.005mg程度のごく小さい種子を生産する。このタイプの種子を持つ多くの植物は、菌類従属栄養性植物であり、発芽の際に必要な養分の貯蔵物質を持たないかわりに、菌との共生発芽を行っていることが知られる。属植物については、菌類従属栄養生活をする可能性が推察されてはいるが、その種子の散布後の動向や、発芽の観察例もほとんど報告されていない。そこで、属植物の種子発芽への、菌類の関与を明らかにすることを目的として、ベニバナの種子を様々な条件の土壌に埋めた。その後、発芽が見られたものの形態観察と、定着していた菌のrDNAのITS領域のシーケンスを行い、菌の種同定を行った。その結果、シラカンバとベニバナを生育させたポットの土壌中に埋めた5つの種子小包のうち3つで、24週後に発芽が観察された。発芽した幼植物体はうすいクリーム色で、根のように見られるものが伸長しており、様々な発達段階のものが観察された。1500µm以上に伸びたものでは分枝がみられた。発芽している種子の全てで、葉などの形成は全く見られなかった。これらの幼植物体を顕微鏡下で観察したところ、表皮細胞の内部にコイル状の菌糸の充満が確認された。この菌糸の侵入は発芽直後から観察され、伸長した根状の幼植物体の表皮細胞中にも菌糸コイルが確認された。皮層細胞では菌糸は見られず、澱粉粒と思われるものが確認された。これら幼植物体の表面には、菌鞘などの形成は見られなかった。1つの種子小包内から得た5個体の幼植物体に定着している菌について、ITSのシーケンスを行ったところ、全てが同じ配列を持ち、検索の結果Sebacina sp.か、その近縁な種であることが示された。以上から、ベニバナの種子は少なくとも担子菌類の一種と共生発芽する可能性が高いと考えられる。

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野外播種試験を，ラン科植物以外に活用した例として，ツツジ科

亜科が挙げられる。亜科は，ラン科植物と類似した生態を持つ菌従属栄養性の高い植物である。筆者らは，オオウメガサソウ（環境省準絶滅危惧）の国内での分布南限地である茨城県で，本種の保全を目的に，野外播種試験を試みている。播種からわずか6か月で発芽が確認され，全体の発芽率は15.5％となった。幼若個体のDNA分析により，発芽に関わる共生菌の種類も明らかになりつつある。本報告では，これまでの取り組みと今後の展望について紹介する。

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Pyrola japonica Klenze ex Alefeld var. subaphylla (Maxim.) Andres, a myco-heterotrophic variety of P. japonica, was recorded in Shikoku District, Japan. Three individuals were observed in a deciduous forest in Naka-cho, Naka-gun, Tokushima Prefecture.

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高標高の地域では、標高が上昇するにつれ、低温・積雪の期間が長くなり、土壌有機物の無機化が制限されるため、土壌はより貧栄養になると考えられる。常緑性植物は，一般に落葉性植物と比べて　保存的な栄養塩サイクルを持ち、土壌からの養分要求性が低いため、貧栄養な環境ほど常緑植物の割合が増加すると言われている。
　ベニバナ（Pyrola incarnata）は、亜高山帯の幅広い標高域の林床に生育する常緑多年生草本である。属の植物は、菌根と共生しており、りんの吸収において利益を得ているといわれている。そのため、高標高のより貧栄養立地においては，りんよりも窒素の制限をより受けやすいと考えられる．
　本研究では、富士山北斜面の標高約1790mと2350ｍにそれぞれ調査地を設け、植物の成長にとって重要な栄養塩である窒素とりんに着目し、ベニバナの季節的成長にともなう全窒素と全りんの動態と土壌栄養（硝酸態Ｎ・アンモニア態Ｎ・りん酸態Ｐ）を解析し、高標高の貧栄養条件下でのこの植物の適応の仕方について調べた。
　土壌中の硝酸態窒素とりん酸態P濃度は、生育期間を通して1790m地点の方が高く、アンモニア態Nは、6月のみ1790m地点の方が高かった。各器官の全窒素の含有量は、両標高で差が見られず、茎や地下部ははっきりとした季節変化も見られなかった。全りんの含有量は全体的に1790m地点の方が高い値を示した。植物体のＮ/P比は　1790m地点の方がかなり高かった。
　以上のことより、当初の予測に反して，高標高のベニバナは、全体的にりんの制限を受けている可能性があると考えられる。

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Pyrola subaphylla Maxim. はツツジ科の多年草で，近縁なP. japonica (Miq.) Makino と比べ極端に縮小した葉をもつ．本種のレクトタイプは，北海道の “Sigi-nope” で採集されたコマロフ植物学研究所(LE)の標本が選定され，LEにはレクトタイプおよびアイソレクトタイプが存在する．アイソレクトタイプはキュー王立植物園(K)，ハーバード大学 (GH)，ミュンヘンのバイエルン州植物学標本館(M)，フランス国立自然史博物館(P)にも合計5枚存在する．これらの再同定を行ったところ，レクトタイプにはの個体が含まれていることが明らかになった．命名規約9.14条に従い，この個体を除いた部分をレクトタイプとして再選定した．加えて，“Sigi-nope”の位置が不明瞭であったため，Maximowiczの日記の和訳やT.W. Blakistonの著書等の文献調査に基づき検討した．その結果，“Sigi-nope” は現在の茅部郡森町に昭和14年まで存在した宿野辺村か，大沼の流入河川である宿野辺川を示すものと結論した．

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（ツツジ科）は，東アジアの温帯林の林床に生育する多年生の草本植物である．我々はこれまでに，本種の炭素安定同位体比（δ¹³C）が独立栄養植物と無葉緑性の菌従属栄養植物の中間に位置することから，光合成に加えて，根に定着する菌根菌を通して炭素を得る混合栄養植物であることを示してきた．そこで本研究では，の炭素獲得に菌根菌が関与することを実証するために，殺菌剤処理により菌根菌による炭素供給網である菌糸の働きを断ち切り，本種のδ¹³Cおよび菌類群集がどのように変化するかを調べた．成体の周辺土壌に殺菌剤ベノミルの投与を2016年4月から8月の間に9回実施した後，植物体を採取した．その後，葉と果実のδ¹³Cの計測とITS領域のクローニングによる根系に定着する菌類の同定を行った．その結果，殺菌区では内生菌，対照区ではベニタケ科菌類が多く検出される傾向にあった．殺菌区のδ¹³Cは葉と果実の両方で対照区よりも低くなる傾向にあった．以上より，は成長や次世代生産を菌根菌，特にベニタケ科菌類にある程度依存しており，定着する菌類群集に応じて炭素獲得における可塑性を有すると考えられた．

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