El estrés a baja temperatura restringe severamente el crecimiento, desarrollo y rendimiento del melón amargo (L.), un cultivo que ama el calor y que tiene una baja tolerancia inherente al frío. Los factores de transcripción (TFs) sirven como reguladores cruciales en las respuestas de las plantas a estreses abióticos como el frío, mientras que sus roles en la adaptación al estrés por frío en el melón amargo siguen siendo poco claros. Este estudio identificó genes responsables de la respuesta al frío en el melón amargo y caracterizó el TF candidato a través de un análisis de transcriptoma. La secuenciación del transcriptoma de líneas endogámicas de melón amargo tolerantes al frío (R) y sensibles al frío (S) bajo estrés a 5 grados C (0 h, 6 h, 12 h, 24 h) reveló 1157 genes expresados diferencialmente coexpresados (DEGs), enriquecidos a través del análisis de la Enciclopedia de Genes y Genomas de Kyoto (KEGG) en vías relacionadas con la tolerancia al frío (transducción de señales, metabolismo de carbohidratos/aminoácidos). El RT-qPCR mostró una mayor expresión en R que en S bajo estrés por frío, y la localización subcelular confirmó que es una proteína localizada en el núcleo. La sobreexpresión en Arabidopsis mejoró la tolerancia al frío después de un estrés secuencial (-14 grados C durante 1.5 h, 4 grados C durante 16 h, y recuperación a 22 grados C durante 2 días), con menos daño en comparación con el tipo silvestre (WT). Fisiológicamente, las líneas sobreexpresadas tenían mayor prolina, actividades elevadas de superóxido dismutasa/peroxidasa/catalasa (SOD/POD/CAT), menor acumulación de malondialdehído/peróxido de hidrógeno/anión superóxido (MDA/HO/O) bajo estrés por frío, y genes marcadores de vías regulados al alza. En conclusión, mejora la tolerancia al frío en Arabidopsis regulando la fisiología y activando genes responsables de la respuesta al frío, proporcionando información sobre los mecanismos de tolerancia al frío en el melón amargo y la mejora de cultivos.