Abstract Intralocus Sexual Conflict (IaSC) ensues when males and females of the same species experience divergent selection on shared traits. A large number of traits have been implicated in IaSC and there is growing evidence for sexual antagonism associated with immunity. X chromosomes are thought to be hotspots of sexually antagonistic genetic variation and have been shown to harbour substantial immunity-related genetic variation. Here, using interpopulation crosses and cytogenetic cloning, we investigated the role of the X chromosome in improved immune response of laboratory populations of the fruit-fly Drosophila melanogaster selected against systemic infection by Pseudomonas entomophila . We could not detect any contribution of the X chromosome in the evolved immune response of our selected populations. However, we found strong evidence of sex-specific dominance related to immunity in our populations. Our results indicate that alleles that confer a superior immune response to the selected populations are, on average, partially dominant in females but partially recessive in males. We argue that sex-specific dominance over immunity evolved as a by-product of sexually antagonistic selection in the wild ancestors of our populations. We also highlight sex-specific dominance as a potential mechanism of sex differences in immunity, with population-level sex differences primarily driven by sex differences in heterozygotes.

Sperm competition theory predicts that increase in sperm competition should result in bigger male reproductive organ(s) or higher ejaculate investment. We test this idea using experimental evolution in Drosophila melanogaster. We maintained replicate populations of Drosophila under male (M) and female (F) biased sex ratio regimes for more than a hundred generations. Males in M regime have evolved higher sperm competitive ability than those in F. We measured the testes and the accessory gland size of virgin and singly mated males from the M and F populations. The M and F males do not differ in either testis or accessory gland size. Additionally, ejaculate investment is not different in the M and F males, as measured by reduction in testis and accessory gland sizes. Thus, contrary to theoretical prediction and evidence from other species, evolved differences in sperm competitive ability is not due to evolution of testis/accessory gland size or strategic ejaculate investment in these populations.

Promiscuity can drive the evolution of sexual conflict before and after mating occurs. Post-mating, the male ejaculate can selfishly manipulate female physiology leading to a chemical arms race between the sexes. Theory suggests that drift and sexually antagonistic coevolution can cause allopatric populations to evolve different chemical interactions between the sexes, thereby leading to postmating reproductive barriers and speciation. There is, however, little empirical evidence supporting this form of speciation. We tested this theory by creating an experimental evolutionary model of Drosophila melanogaster populations undergoing different levels of interlocus sexual conflict. We found that allopatric populations under elevated sexual conflict show assortative mating indicating premating reproductive isolation. Further, these allopatric populations also show reduced copulation duration and sperm defense ability when mating happens between individuals between individuals across populations compared to that within the same population, indicating postmating prezygotic isolation. Sexual conflict can cause reproductive isolation in allopatric populations through the coevolution of chemical (postmating prezygotic) as well as behavioural (premating) interaction between the sexes. Thus, to our knowledge, we provide the first comprehensive evidence of postmating (as well as premating) reproductive isolation due to sexual conflict.

The theory of trade-off suggest that limited resources should lead to trade-off in resource intensive traits such as immunity related and sexually selected traits in males. Alternatively, sexual exaggerations can also act as an honest indicator of underlying immunocompetence, leading to positive correlations between these traits. Several studies have addressed this question using experimental evolution. However, they have rarely used ecologically relevant pathogens and fitness measurement (e.g., measuring post-infection survivorship) to find correlations between sexual selection and immunity. Here we attempt to address this caveat by evolving populations of Drosophila melanogaster under differential sexual selection. After more than hundred generations, we infected virgin and mated males from each population with three pathogenic bacteria: Pseudomonas entomophila (Pe), Staphylococcus succinus (Ss) and Providentia rettgeri (Pr). Fitness was measured as either post-infection survivorship (Pe and Ss) or bacterial clearance ability (Pr). Contrary to expectations, sexual selection had no evolutionary effect on male fitness against any of the pathogens. Moreover, mating had a beneficial effect against Pe and Pr, but no effect against Ss, suggesting pathogen specific phenotypic correlations between mating and immunity. Following these results, we discuss the significance of using ecologically relevant pathogens and quantifying host fitness while studying sexual selection-immunity correlations.

Long-read sequencing is driving rapid progress in genome assembly across all major groups of life, including species of the family Drosophilidae, a longtime model system for genetics, genomics, and evolution. We previously developed a cost-effective hybrid Oxford Nanopore (ONT) long-read and Illumina short-read sequencing approach and used it to assemble 101 drosophilid genomes from laboratory cultures, greatly increasing the number of genome assemblies for this taxonomic group. The next major challenge is to address the laboratory culture bias in taxon sampling by sequencing genomes of species that cannot easily be reared in the lab. Here, we build upon our previous methods to perform amplification-free ONT sequencing of single wild flies obtained either directly from the field or from ethanol-preserved specimens in museum collections, greatly improving the representation of lesser studied drosophilid taxa in whole-genome data. Using Illumina Novaseq X Plus and ONT P2 sequencers with R10.4.1 chemistry, we set a new benchmark for inexpensive hybrid genome assembly at US $150 per genome while assembling genomes from as little as 35 ng of genomic DNA from a single fly. We present 183 new genome assemblies for 179 species as a resource for drosophilid systematics, phylogenetics, and comparative genomics. Of these genomes, 62 are from pooled lab strains and 121 from single adult flies. Despite the sample limitations of working with small insects, most single-fly diploid assemblies are comparable in contiguity (>1Mb contig N50), completeness (>98% complete dipteran BUSCOs), and accuracy (>QV40 genome-wide with ONT R10.4.1) to assemblies from inbred lines. We present a well-resolved multi-locus phylogeny for 360 drosophilid and 4 outgroup species encompassing all publicly available (as of August 2023) genomes for this group. Finally, we present a Progressive Cactus whole-genome, reference-free alignment built from a subset of 298 suitably high-quality drosophilid genomes. The new assemblies and alignment, along with updated laboratory protocols and computational pipelines, are released as an open resource and as a tool for studying evolution at the scale of an entire insect family.