La arquitectura del sistema radicular es fundamental para la adquisición de agua y nutrientes en el maíz, sirviendo como base esencial para lograr altos y estables rendimientos. La identificación de los componentes genéticos y variaciones naturales que determinan los rasgos de la raíz puede facilitar la cría molecular de variedades de maíz con mejores rasgos de raíz. La melatonina juega un papel importante en la fisiología y el desarrollo de las plantas. En este estudio, se volvieron a secuenciar nueve genes de biosíntesis de melatonina en 348 líneas endogámicas, 68 variedades locales y 32 teocintos para investigar las variaciones relacionadas con los rasgos de la raíz del maíz. El análisis de la diversidad de nucleótidos sugirió que estos genes pueden haber experimentado selección, particularmente en sus regiones promotoras. El análisis de asociación genotipo-fenotipo identificó 26 variantes asociadas significativamente con seis rasgos de la raíz. Cinco variaciones dentro del promotor estaban significativamente correlacionadas tanto con la longitud total de la raíz (LTR) como con la longitud de la raíz lateral (LRL). Entre estas, el SNP-1784 explicaba la mayor variación fenotípica de los rasgos de la raíz, incluida LTR y LRL, que ha experimentado selección a lo largo de la domesticación y mejora del maíz. Además, la eliminación en el maíz resultó en una reducción pronunciada en la longitud de la raíz, subrayando su papel crítico en el desarrollo de la raíz. En conjunto, estos hallazgos esclarecen el papel de los genes de síntesis de melatonina en el desarrollo de la raíz e identifican alelos favorables, proporcionando así loci clave para la cría de variedades de maíz con sistemas radiculares superiores.