O microbioma intestinal é um ambiente complexo e desempenha um papel fundamental na fisiologia e no metabolismo do hospedeiro. O microbioma intestinal de macacos bugios da espécie Alouatta pigra tem sido investigado, mas pouco se sabe sobre o microbioma de bugios das espécies Alouatta caraya (bugio-preto-e-ruivo) e Alouatta guariba clamitans (bugio-ruivo). Nesta tese de doutorado investigamos o microbioma fecal de macacos bugios, de cativeiro e vida livre, da espécie A. caraya e A. guariba clamitans utilizando abordagens dependentes e independentes de cultivo. A partir do material fecal foi estabelecida e caracterizada uma coleção de isolados cultiváveis, dos quais dois foram selecionados para sequenciamento genômico completo. A análise genômica aponta o isolado HMB01 como forte candidato a nova espécie do gênero Pseudochrobactrum enquanto o isolado HMB02 corresponde à espécie Limosilactobacillus gorillae e possui características genômicas essenciais para um organismo probiótico. A composição bacteriana da microbiota fecal foi acessada do sequenciamento de amplicons (região V3-V4) do gene do rRNA 16S e de metagenômica shotgun de 25 amostras de fezes de indivíduos de cativeiro e de vida livre coletadas em diferentes épocas entre 2013 e 2016. As análises indicaram uma clara separação entre amostras de bugios de cativeiro e bugios de vida livre, em termos de composição microbiana e categorias funcionais COG. O grupo de vida livre apresentou a diversidade alfa (FaithPD) relativamente maior quando comparamos com indivíduos de cativeiro. Em ambos os grupos, os filos mais abundantes foram Bacteroidetes e Firmicutes. Em indivíduos de vida livre foi observado maior abundância relativa e prevalência de táxons relacionados a saúde do hospedeiro como as famílias Prevotellaceae e Ruminoccoccae; os gêneros Prevotella e Ruminococcus e a espécie Faecalibacterium prausnitzii. No grupo cativo os táxons Succinivibrio, Treponema 2 e Prevotella 9 apresentaram maior abundância relativa (p<0,05). Recuperamos 58 genomas a partir de dados de metegenômica MAGs, destes, 26 apontam para potenciais novas espécies bacterianas, a maioria deles (n=21) recuperados de bugios de vida livre, revelando novidades taxonômicas e genomas específicos do hospedeiro, enquanto os MAGs de bugios de cativeiro foram taxonomicamente classificados em grupos mais conhecidos Não encontramos diferença significativa na degradação de biomassa e a produção de SCAFs entre os dois grupos, mas a presença de enzimas degradadoras de biomassa e enzimas relacionadas a produção de acetato e butirato nos MAGs, indicam a presença de uma comunidade bacteriana enriquecida em produtoras de SCAFs. A busca por genes de resistência a antibióticos (ARGs) indicou que a microbiota de bugios de cativeiro carrega mais genes de resistência a antibióticos quando comparado a bugios de vida livre. Por fim, neste trabalho mostramos que a compreensão completa do microbioma intestinal de animais de cativeiro e vida livre pode nos fornecer novas informações para identificação de novas espécies e o entendimento do papel funcional que esta microbiota desempenha na saúde do hospedeiro pode auxiliar numa reintrodução bem-sucedida de animais de cativeiro em seu habitat natural.

The gut microbiome is a complex environment and plays a key role in host physiology and metabolism. The gut microbiome of Alouatta pigra monkeys has been investigated, but little is known about the microbiome of Alouatta caraya (black-and-red howler monkeys) and Alouatta guariba clamitans (red howler monkeys). In this doctoral thesis we investigate the fecal microbiome of captive and non-captive A. caraya and A. guariba clamitans monkeys using culture-dependent and culture-independent approaches. From the fecal material a collection of culturable isolates was established and characterized, of which two were selected for whole genome sequencing. Genomic analysis points isolate HMB01 as a strong candidate for a new species of the genus Pseudochrobactrum while isolate HMB02 corresponds to the species Limosilactobacillus gorillae and possesses genomic features essential for a probiotic organism. The bacterial composition of the fecal microbiota was accessed from amplicon sequencing (V3-V4 region) of the 16S rRNA gene and shotgun metagenomics of 25 fecal samples from captive and free-living individuals collected at different times between 2013 and 2016. The analyses indicated a clear separation between samples from captive and non-captive howler monkeys in terms of microbial composition and COG functional categories. The non-captive group showed relatively higher alpha diversity (FaithPD) when compared to captive individuals. In both groups, the most abundant phyla were Bacteroidetes and Firmicutes. In non-captive individuals we observed higher relative abundance and prevalence of taxa related to host health such as the families Prevotellaceae and Ruminoccoccae; the genera Prevotella and Ruminococcus and the species Faecalibacterium prausnitzii. In the captive group the taxa Succinivibrio, Treponema 2 and Prevotella 9 showed the highest relative abundance (p<0.05). We recovered 58 genomes from metegenomics MAGs data, of these, 26 point to potential new bacterial species, most of them (n=21) recovered from non-captive howler monkeys, revealing taxonomic novelties and host-specific genomes, We found no significant difference in biomass degradation and the production of SCAFs between the two groups, but the presence of biomass-degrading enzymes and enzymes related to acetate and butyrate production in the MAGs indicates the presence of a bacterial community enriched in SCAFs producers. The search for antibiotic resistance genes (ARGs) indicated that the microbiota of captive howler monkeys carries more antibiotic resistance genes when compared to non-captive howler monkeys. Finally, in this work we show that a complete understanding of the gut microbiome of captive and non-captive animals can provide us with new information for identification of new species and understanding the functional role this microbiota plays in host health can aid in the successful reintroduction of captive animals into their natural habitat.