本发明涉及多种改进型橙/红色荧光蛋白，通过对来自珊瑚虫Discosoma sp.红色荧光蛋白DsRed氨基酸序列的改造，获得的新型荧光蛋白与野生型具有不同的特点。本发明获得了一种与mOrange2类似但更亮的单体结构橙色荧光蛋白，其荧光亮度比mOrange2高2.0倍。本发明还获得了一种新型的紫红色荧光蛋白，该荧光蛋白具有特异性的最大激发波长和最大发射波长。本发明还涉及将改进型的荧光蛋白用于多领域的研究，采用将荧光蛋白融合在靶标蛋白N端或C端，在细胞系或活体动物中表达该融合蛋白，可对靶标蛋白进行细胞、亚细胞和活体组织内的定位，示踪，功能展示等多种进行分析。