La contaminación de suelos cultivables por metales pesados es un problema global, su acumulación puede causar efectos tóxicos que afectan la calidad y la seguridad de los productos cosechados, la composición y el funcionamiento de las comunidades bacterianas del suelo. El Cadmio (Cd) es un metal pesado, el cual se encuentra tanto en la corteza terrestre como en las aguas oceánicas, es emitido al ambiente como resultado conjunto de actividades naturales (origen volcánico) como antropogénicas (múltiples actividades industriales). El Cd presente en el suelo puede entrar a la cadena alimentaria a través de las raíces y tejido foliar de las plantas, cuya tasa de translocación y bioacumulación depende de múltiples variables como el tipo de planta y de las características fisicoquímicas de los suelos. El chocolate y sus derivados provienen de la fruta del árbol Theobroma cacao L. (familia Sterculiaceae) nativo de la selva tropical, cuya siembra se extiende desde la cuenca Amazónica hasta el sur de México; distintos reportes señalan que el cacao bioacumula el Cd en sus raíces, el cual transloca hacia la parte aérea y se deposita en la mazorca y las almendras, imponiendo serias limitaciones en cuanto a la calidad y seguridad alimentaria. El cacao colombiano, el cual en los últimos años ha tenido gran auge, en especial, por el incremento en las exportaciones de grano y derivados, puede verse afectado por la presencia de Cd en el grano de cacao proveniente de algunas regiones del país. Por su parte, se conoce que las comunidades bacterianas presentes en los suelos juegan un papel importante en aspectos de las plantas como la nutrición, el estado fitosanitario y el desarrollo de biomasa vegetal. En general, se sabe poco de las comunidades microbianas del cacao y de la microbiota presente en suelos, por lo tanto, como objetivo de esta tesis se planteó el estudiar, en muestras de suelo recopiladas en fincas del municipio de San Vicente de Chucurí (Departamento de Santander) cultivadas con plantaciones comerciales de cacao en presencia de distintas concentraciones de Cd, la filogenia molecular y su microbiota bacteriana con tolerancia asociada a Cd, identificando sus mecanismos de acción y para algunas de estas, determinar el factor de translocación del metal a la planta; esta tesis se encuentra enmarcada dentro de la estrategia de investigación de la Compañía Nacional de Chocolates, la cual busca mediante ciencia básica, ahondar en el conocimiento de nuevas técnicas que permitan el mejoramiento de recursos colombianos como lo es el caso del cacao y sus prácticas agrícolas. En las siguientes páginas, se describe la composición bacteriana de suelos de plantaciones de cacao en un amplio rango de concentraciones de Cd (0.2 a 18 mg/Kg), que se encuentran naturalmente en esta región. Los filos de mayor abundancia relativa en todas las muestras fueron Proteobacteria, Acidobacteriota, Actinobacteriota, Verrucomicrobiota, Myxococcota, Chloroflexi, Plactomycetota, Bacteroidota, Gemmatimonadota, Nitrospirota, Firmicutes y NB1_J y los géneros bacterianos géneros bacterianos con mayor abundancia relativa (>0.5%), se identificó a a Nitrospira, candidatus Udaeobacter, Haliangium, Cupriavidus, MND1, Bacillus, Kitasatospora, Niveibacterium, Acidothermus, Burkholderia, Acidibacter, Terrimonas, Gaiella, ADurb.Bin063-1, candidatus Solibacter, Kitasatospora, Sphingomonas, Streptomyces, han sido relacionados con procesos de tolerancia a Cd. Para las muestras de estudio se identificó los géneros bacterianos que conforman la comunidad central, los cuales están presentes en todas las muestras como Nitrospira sp., Cupriavidus sp., Burkholderia sp., ADurb.Bin063-1, Haliangium sp., candidatus Udaeobacter, MND1, Kitasatospora, Acidothermus, Acidibacter, Streptomyces, Gaiella, candidatus Solibacter y Terramonas, géneros que pueden jugar un papel fundamental en el funcionamiento del ecosistema, siendo indicativos de fenómenos que ocurren en el ambiente. Por otro lado, en esta investigación se estudió, para doce cepas nativas, su tolerancia e inmovilización de Cd en medio de cultivo líquido (caldo nutritivo) en presencia de dos concentraciones (10 y 15 mg/L Cd). La mayoría de los aislados mostró una curva de crecimiento retardada en presencia de Cd, de acuerdo con los valores µ y K calculados para cada cepa; la capacidad de captura del metal en el medio de cultivo fue caracterizada por microscopía electrónica de transmisión (TEM), reportando dos mecanismos como extracelular (biosorpción a nivel de pared celular) e intracelular (precipitación de Cd en citoplasma), dependiendo del tiempo y condiciones de incubación. Los cambios en los grupos funcionales en la superficie celular se analizaron por espectroscopia infrarroja transformada de Fourier (FT-IR), se identificó diferentes picos a 3275, 1634 y 1531 cm-1 (grupo amida I y II), la adsorpción indicó que el átomo de nitrógeno puede ser el sitio principal de interacción de Cd por las cepas; otro cambio notado en los picos 914, 1057 y 1636 cm-1, refiere la ampliación y estiramiento de la banda la presencia de grupos C=O; otro cambio interesante en los picos 2958, 2923, 2873, 2852, 1467, 1455 y 860 cm-1, esta región corresponde tanto a estiramientos de grupos C–H y O–H, donde la posibilidad en que los átomos de oxígeno en los grupos hidroxilo de la biomasa celular están envueltos en los procesos de absorpción. Los picos en la región 966, 1230 y 1060 cm-1 indican la intervención de enlaces fosfato en la biosorpción de Cd con la posible producción de fosfato de Cd sobre la superficie celular de la biomasa. En este trabajo se realizó un bioensayo bajo condiciones controladas de vivero comercial, aplicando algunas cepas nativas en tratamientos combinados con diferentes concentraciones de Cd utilizando semillas de cacao del genotipo CCN51. Los resultados mostraron que, independiente del género bacteriano, la biomasa en la planta de cacao aumenta y la concentración de Cd se distribuyó y bioacumuló en las partes de las plantas. Sin embargo, cierto grado de inmovilización de Cd pudo ocurrir en el suelo, lo que impidió una mayor concentración de Cd en raíz, evitando su translocación a la planta, especialmente cuando el suelo se bioaugmentó con Klebsiella sp. (18-4B). En conclusión, la combinación de diferentes enfoques permitió analizar la microbiota cultivable y no cultivable con características de biosorpción y bioprecipitación de Cd, las cuales están presentes en los suelos cacaoteros bajo distintas concentraciones de Cd en el departamento de Santander. Lo anterior proporciona una línea base sobre dicha composición bacteriana, para que en estudios futuros se logre complementar, los microorganismos asociados, sus interacciones y la dinámica para contrarrestar Cd en suelo y aquellos con actividad biotecnológica, que puedan ser alternativas de innovación, desarrollo y fuente de creación de bionegocios, considerarlos como opción de solución de muchos de los problemas causados por el hombre. (Texto tomado de la fuente)