本发明公开了一种马缨杜鹃花色苷代谢相关基因Rd3GTs,属于生物工程技术领域。本发明中Rd3GTs基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1或SEQ IDNO:2所示。本发明还公开了Rd3GTs基因在大肠杆菌细胞中表达重组的Rd3GTs蛋白,该蛋白能体外催化矢车菊素反应生成矢车菊素3‑O‑葡萄糖苷,具有类黄酮3‑O‑糖基转移酶的功能。本发明还公开了Rd3GTs基因在转基因植物中的应用,将Rd3GTs基因转入拟南芥突变体与烟草中,成功恢复了拟南芥突变体花色苷表型,加深了烟草花瓣的颜色。本发明中Rd3GTs基因在转基因植物花卉的花色修饰及药用植物药用成分的改良方面具有潜在的应用价值。