چکیده: دمای پایین از جمله عوامل محدودکننده رشد و عملکرد گیاهان گرمسیری همچون گوجه فرنگی است. گیاهان از مکانیسم های مختلفی جهت کاهش اثرات مخرب تنش سرما استفاده می کنند. ملاتونین بعنوان یک مولکول تنظیم کننده در برخی فرآیندهای رشد و توسعه گیاهان و کاهش اثرات تنش اکسیداتیو درگیر است. هرچند اطلاعات کمی در زمینه نقش ملاتونین در افزایش تحمل گیاهان به تنش های غیر زیستی همچون سرما وجود دارد. در این مطالعه، اثرات ملاتونین بر برخی رفتارهای فیزیولوژیکی و بیان ژن های SAM در گیاهچه های گوجه فرنگی تحت تنش سرما مورد بررسی قرار گرفت. ژن های SAM سنتتاز سبب سنتز آنزیم S-Adenosyl methionine که در چندین مسیر بیوسنتزی مهم سلولی درگیر است، می شوند. در این مطالعه، ملاتونین در سه غلظت (0، 30 و 100 میکرومولار) و تیمار کاهش دما 8 درجه سانتی گراد (بمدت 3، 6 و 24 ساعت) در کنار دمای نرمال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تیمار کاهش دما و ملاتونین بر صفات فیزیولوژیکی مانند فعالیت آنزیم کاتالاز، شاخص نشت الکترولیت، میزان مالون دی آلدئید و محتوی کلروفیل کل اثرات معناداری القا می کنند. بطورکلی تنش سرما سبب افزایش فعالیت آنزیم کاتالاز گردید که نشان می دهد دمای بکار رفته سبب القا تنش اکسیداتیو شده است. البته کاربرد ملاتونین اثرات متفاوتی در طی تنش ایجاد کرد و محتوی کلروفیل کل تحت تیمار ملاتونین کاهش یافت و تیمار 100 میکرومولار ملاتونین توانست میزان فعالیت کاتالاز پس 24 ساعت از تنش سرما را کاهش دهد. درکل پاسخ های گوجه-فرنگی تحت تیمار 100 میکرومولار ملاتونین و تداوم تنش سرما تا حدودی متفاوت از سایر واکنش ها بود که نشاندهنده القا مسیرهای ثانویه پاسخ به تنش در سلول های گیاه می باشد. همچنین بیان ژن های SAM تحت تاثیر تیمارهای بکار رفته قرار گرفت. بعنوان مثال، ژن SAM1 تحت تیمار 30 میکرومولار ملاتونین و پس از شش ساعت از تنش سرما افزایش بیان نشان داد و ملاتونین در غلظت 100 میکرومولار اثرات سرکوبگری بر بیان این ژن نشان داد. تیمار سرما بمدت 6 ساعت بدون کاربرد ملاتونین و تیمار 100 میکرومولار ملاتونین تحت شرایط نرمال، بیان ژن های SAM2، SAM3 و SAM5 را افزایش دادند. نتایج برهمکنش پروتئینی و نواحی پروموتور ژن های SAM نشان داد که این ژن ها در فرآیندهای مختلفی درگیر هستند و نقش مهمی در تنظیم مسیرهای پایین دست مرتبط به پاسخ به تنش و تنظیم رشد گیاهان برعهده دارند. نتایج این تحقیق یک دید اولیه از نقش ملاتونین در تنش سرما و هم چنین نقش ژن های SAM ارائه داد که نتایج حاصل می-تواند در کارهای مولکولی مرتبط به اصلاح گوجه فرنگی مورد استفاده قرار گیرد.