本发明公开了牡丹中调控花青苷合成和果实大小的蛋白及其编码基因。本发明提供了一种蛋白,所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。所述蛋白的编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。本发明从牡丹转录组数据库中得到PsHY5的CDS,克隆PsHY5的开放阅读框(open reading frame,ORF)并成功连接pSuper1300过表达载体。通过根癌农杆菌介导的叶盘法转化烟草验证候选基因生物学功能,经潮霉素筛选和PCR检测成功获得烟草转基因株系。与对照相比,PsHY5过表达烟草能使花瓣红色和叶片绿色加深、果实增大,结合瞬时沉默牡丹花瓣中的PsHY5使总花青素含量显著减少,推测其是一个能够正调控植株花青苷积累,影响植株果实生长的转录因子。