本发明公开了一种斑鸠霉素的生物合成基因簇及其应用。斑鸠霉素的生物合成基因簇,其核苷酸序列如SEQ ID NO.1的第3411‑15678位所示,包含3个基因:杂合的聚酮/非核糖体聚肽合成酶基因ikaA、FAD依赖的氧化还原酶基因ikaB及类Michael环化反应酶基因ikaC。本发明所提供的斑鸠霉素的生物合成相关的所有基因和蛋白信息,有助于阐释多环tetramate大环内酰胺家族天然产物的生物合成机制,为进一步遗传改造提供理论基础和材料。本发明所提供的基因及蛋白可以用于自然界中挖掘或创制可用于医药卫生及工农业的化合物或基因和蛋白。