四膜虫有7种性别。交配后所产下的后代，其性别可能与父母的性别都不一样。研究人员发现了四膜虫中决定其后代性别的复杂DNA特性，并确认了性别形成是随机的[2]。该结果发表在2013年3月26日的《公共科学图书馆 — 生物学》上。
每一只四膜虫都有其自身性别或交配模式的基因——存在于其大核（或称体核）中，同时也带有另一个仅用于繁殖的小核。这种“生殖核”不完全包含7种交配型基因，经过剪切、粘贴的过程，最终会留下1个完整的基因，其他6种会被淘汰。重新调整过的DNA成为四膜虫下一代体核的一部分，并会决定其交配模式。