黑翅真菌蚊 Lycoriella ingenua 初级性比的母体遗传

为何微小的蚊子与它们的家族很重要

在大多数动物中，胚胎在受精时继承的染色体决定了其性别，因而雄雌比例大致均衡。然而，黑翅真菌蚊打破了这一规律。那些会侵害蘑菇农场的微小蚊子有时会产下几乎全是雄性的或几乎全是雌性的卵群。本研究考察了物种Lycoriella ingenua，探究它们为何出现如此异常的性比，这些模式是否在家族中延续，以及温度是否会影响儿女比例的平衡。

一种异常的性别决定方式

在Lycoriella ingenua中，常规的染色体遗传规则被颠倒。雄虫仅带有来自母亲的染色体，当它们产生精子时，每个精子会带有两个X染色体拷贝而不是一个。若这些精子受精卵，胚胎一开始带有三个X染色体。在胚胎发育早期、在自行启动基因表达之前，胚胎会失去其中一条或两条X染色体。丢失一条X产生雌性；丢失两条产生雄性。因为这种染色体的去除由母亲在卵内加载的分子所控制，母体有潜力影响其子代中雄雌的比例。

家族中截然不同的雌雄组合

研究者从苏格兰的一个蘑菇农场收集了真菌蚊，并建立了数十条“同母系系谱”（isofemale lines），每条系谱由一对交配的个体建立。随后他们追踪这些家系达四代，细致统计每个卵群中雄雌后代的数量。结果显示极大的变异：有的卵群全是雄性，有的全是雌性，还有许多位于两者之间。合并所有卵群后，平均略偏向雄性，但分布远比若性别完全由随机决定时预期的要宽得多，这表明存在潜在的生物学控制，而非纯粹的随机性。

在家族中遗传的性比

为检验这些异常性比是否可遗传，研究团队比较了母亲与其女儿的性比，重点关注那些女儿与兄弟交配的情况，以保持家族背景的一致性。强烈雄性偏向母亲的女儿，平均上也倾向于产下更雄性偏向的卵群；而母亲偏向雌性的女儿则更倾向于产下雌性后代。同一家族内的姐妹们在性比上也比无关个体更为相似。这些模式指向一种由母体控制的遗传成分，影响有多少胚胎被引导成雄性或雌性，并且很可能涉及多个协同作用的基因，而非单一的开/关开关。

检验温度是否改变天平

在相关蚊类的早期研究提示，母体发育期间的温度可能会影响其后代的性比。为探究这一点，作者在蛹期（卵形成发生期间）将发育中的蚊子分别置于三种温度——12 °C、18 °C 和 25 °C——然后再将所有后代返回到18 °C并统计雄雌数目。尽管极端温度，尤其是低温处理，确实增加了总体死亡率并似乎对雄性影响更大，但儿女比例在各温度之间并未出现一致或统计学上显著的变化。在该物种的这一测试温度范围内，温度似乎并非导致性比倾斜的主要因素。

对性别与进化理解的意义

这项工作表明在Lycoriella ingenua中，卵群中雄雌的比例是一个可变且可遗传的性状，由母体基因塑造，而非固定的50:50结果。温度起的作用至多是次要的。对非专业读者而言，关键观点是：这些蚊子的性别并不是仅由胚胎起始时拥有的染色体决定，而是取决于胚胎后来丢弃了多少条X染色体——这是由母体事先置入的遗传指令所控制。这使得黑翅真菌蚊成为研究更复杂、多基因性别决定系统的有力模式，有助于生物学家理解包括影响农业和生态系统物种在内的自然界中异常性比如何演化。

引用: Shlyakonova, M., Monteith, K.M., Ross, L. et al. Maternal inheritance of primary sex ratios in the dark-winged fungus gnat Lycoriella ingenua. Heredity 135, 113–119 (2026). https://doi.org/10.1038/s41437-026-00821-0

关键词: 性别决定, 真菌蚊, 性比, 母体效应, 多基因性状