本发明公开了一种喜树3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合成酶基因及其编码的蛋白质与用途,本发明所提供的3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合成酶基因具有SEQ ID No.1所示的核苷酸序列或者添加、取代、插入或缺失一个或多个核苷酸的同源序列或其等位基因及其衍生的核苷酸序列。所述基因编码的蛋白质具有SEQ ID No.2所示的氨基酸序列或者添加、取代、插入或缺失一个或多个氨基酸的同源序列。本发明提供的3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合成酶基因可以通过基因工程技术提高喜树等植物中喜树碱生物碱的含量,可用于利用转基因技术来提高喜树碱生物碱含量的研究和产业化中。