본 발명은 식물 유래 COMT(caffeic acid O-methyltransferase) 효소를 코딩하는 유전자를 포함하는 재조합 벡터로 형질전환되어, 다기능 COMT 효소가 보유한 ASMT(N-acetylserotonin methyltransferase) 효소 활성을 통해 N-아세틸세로토닌을 멜라토닌으로 전환할 수 있는 미생물 및 멜라토닌 생산능이 증가된 식물체에 관한 것이다.