En un experimento en macetas, exploramos las vías regulatorias a través de las cuales la melatonina (MT) protege el crecimiento del trigo y la pérdida de rendimiento de los granos por lesiones causadas por encharcamiento. Dos cultivares de trigo, Yangmai 18 y Yannong 19, fueron expuestos a siete días de encharcamiento del suelo en floración. Se pulverizó melatonina (100 mol·L) antes y después del encharcamiento para explorar su regulación sobre el crecimiento de las raíces, las características fotosintéticas, la acumulación de materia seca y el rendimiento de los granos. El encharcamiento del suelo intensificó las tasas de producción de malondialdehído (MDA) y O en los tejidos de trigo, afectando la fotosíntesis de las hojas, la acumulación de biomasa y la formación final del rendimiento de los granos. En este estudio, las raíces encharcadas a los 7 días después de la antesis (DAA) acumularon un 20,9%, 76,2%, 17,6%, 28,5% y 5,6% más de contenido de MDA, tasa de producción de O, piruvato descarboxilasa (PDC), lactato deshidrogenasa (LDH) y actividades de alcohol deshidrogenasa (ADH), respectivamente, en Yangmai 18, y un 25,7%, 74,8%, 35,8%, 70,8% y 30,7% más alto en Yannong 19, respectivamente, en comparación con sus respectivos controles no encharcados. Además, Yangmai 18 logró una reducción máxima de la tasa neta de fotosíntesis (Pn) del 22,1% a los 7 DAA, mientras que la reducción máxima de Pn de Yannong 19 fue del 27,4% a los 14 DAA, respectivamente, en comparación con sus respectivas plantas no encharcadas. Por lo tanto, el encharcamiento disminuyó la acumulación total de materia seca, el peso de 1000 granos (TGW) y el rendimiento total de granos en un 14,0%, 13,8% y 16,2%, respectivamente, en Yangmai 18, y en un 16,0%, 8,1% y 25,1%, respectivamente, en Yannong 19. Nuestro estudio también sugiere que la aplicación exógena de melatonina puede proteger los tejidos de las raíces de trigo de las lesiones oxidativas inducidas por el encharcamiento mediante la regulación al alza de enzimas antioxidantes y sosteniendo la fotosíntesis de las hojas. Las plantas tratadas con melatonina mostraron un mejor estado hídrico y menos daño oxidativo, lo que favoreció el mantenimiento de una mayor capacidad fotosintética, mejorando así la tolerancia al encharcamiento del trigo. Por ejemplo, en comparación con las plantas encharcadas, los tratamientos con melatonina redujeron significativamente el contenido de MDA, la tasa de producción de O, PDC, LDH y las actividades de ADH en un 7,7%, 25,4%, 2,6%, 32,1% y 3,2%, respectivamente, en Yangmai 18, y en un 6,7%, 17,9%, 4,1%, 22,0% y 15,3%, respectivamente, en Yannong 19. Los tratamientos con MT aumentaron significativamente la acumulación total de materia seca, el TGW y el rendimiento en un 5,9%, 8,7% y 14,9%, respectivamente, en Yangmai 18, y en un 3,2%, 7,3% y 26,0%, respectivamente, en Yannong 19.