El estrés frío (EC) impacta significativamente el crecimiento del arroz (L.) durante las etapas de plántula y espigado. Basado en observaciones de campo de dos años, este estudio identificó dos líneas de arroz, L9 (sensible al estrés frío) y LD18 (tolerante al estrés frío), que mostraron respuestas contrastantes al EC. L9 exhibió una reducción del 38% en la eficiencia fotosintética, mientras que LD18 permaneció sin cambios, correlacionándose con las tasas de siembra. El análisis del transcriptoma identificó genes expresados diferencialmente (GEDs) con LD18 mostrando vías enriquecidas (fijación de carbono, metabolismo de almidón/sacarosa y metabolismo de glutatión). LD18 mostró una expresión dramáticamente aumentada de genes relacionados con MAPK (, , y ) y un aumento en los genes de señalización de ABA (, , y ) en comparación con L9 expuesto a EC. Los resultados de qPCR confirmaron la expresión aumentada de los tres genes relacionados con MAPK en LD18 con una reducción dramática en L9 bajo EC en relación con CK. También observamos una reducción de hasta el 66% en los niveles de expresión de los tres genes relacionados con la vía de señalización de ABA en L9 en relación con LD18 bajo EC. Consistente con los resultados de eficiencia fotosintética, el análisis metabólico sugiere un enriquecimiento en el metabolismo del piruvato, el ciclo del TCA y el metabolismo del carbono en LD18 bajo EC. El estudio revela la reprogramación de las vías metabólicas de asimilación de carbono, enfatizando los roles críticos de los GEDs clave involucrados en las vías de señalización de ABA y MAPK en la regulación positiva de la respuesta de LD18 al EC, ofreciendo la base para la cría de tolerancia al frío a través de la edición genética dirigida.