I slutändan är det accepterade svaret ovan korrekt.
Hjälpen från @RandomSeed fick mig att tänka i rätt riktning. I grund och botten skiljer sig optimeringsplanerna som skapats i 5.6 avsevärt från dem i 5.5, så du kommer förmodligen behöva omarbeta din fråga, ungefär som jag gjorde.
Det slutade inte med att jag använde FORCE INDEX , men tog istället bort delar av frågan tills jag bestämde vad som gjorde att 5.6 missade indexet. Sedan omarbetade jag applikationslogiken för att hantera det.