La melatonina juega un papel vital en el crecimiento y desarrollo de las plantas. En este estudio, tratamos raíces de tomate cultivadas hidropónicamente con varias concentraciones de melatonina exógena (0, 10, 30 y 50 mol·L). Utilizamos escaneo de raíces y microscopía para examinar alteraciones en la morfología de las raíces y la diferenciación celular, y elucidamos el mecanismo por el cual la melatonina regula estos cambios a través de la interacción con hormonas endógenas y genes relevantes. Los resultados mostraron que para la melatonina en concentraciones que oscilan entre 10 y 30 mol·L, el desarrollo de raíces laterales fue significativamente estimulado, el crecimiento de pelos radiculares se mejoró y la acumulación de biomasa y la actividad radicular aumentaron. Además, elucidamos que la melatonina actúa como un mediador para la expresión de genes, como , , , , y , que están involucrados en la regulación de los cambios en la morfología de las raíces. Adicionalmente, observamos que la melatonina influye en los niveles de hormonas endógenas, incluyendo ZT, GA3, IAA, ABA y BR, que posteriormente impactan el desarrollo de la morfología radicular de las raíces de tomate. En resumen, este estudio muestra que la morfología de las raíces de tomate puede ser promovida por la concentración óptima de melatonina exógena (10-30 mol·L).