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根据葡萄的类黄酮3-羟化酶(F3H)全长cDNA序列blast所得棉花的EST序列设计引物，以开花后16d(16DPA)的新彩棉5号(XC-5)纤维为材料，利用RACE和RT-PCR技术分离得到了2个类黄酮3-羟化酶基因cDNA序列，此2个序列编码区完全相同，仅在3UTR存在片段长短的差异，推测可能是基因转录后加工方式不同所造成。克隆所获得的棉花F3H基因编码区全长1533bp，编码510个氨基酸，氨基酸序列分析预测表明，该基因所编码蛋白含有一个跨膜结构域，是一种分泌蛋白，定位于内质网上，并含有一段与细胞色素P450功能区相匹配的保守功能域；序列比对结果表明，棉花F3H基因与其他多个物种的F3H基因在氨基酸序列上有很高的同源性；聚类分析结果表明，棉花F3H蛋白与双子叶植物大豆的F3H亲缘关系较为接近，而与单子叶植物高粱等作物则较远。
应用半定量RT-PCR方法检测花色苷合成途径中查尔酮合成酶基因(GhCHS)、类黄酮3-羟基化酶基因(GhF3H)、类黄酮3，5-羟基化酶基因(GhF35H)在不同色泽棕色棉品种中的时空表达特性，结果显示，CHS和F35H基因在白棉和彩棉中花、纤维和胚珠中均有着较高水平的表达，而F3H基因主要在胚珠1DPA中有一定表达，在纤维和花瓣中表达较低。这些试验结果表明，棕色棉纤维色素形成与花色苷的合成可能存在相关性。