本发明涉及一种玉米C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因及其在小麦生产中的应用。该基因为序列表中的SEQ ID No:1所示,基因克隆载体为pMD19-pepc,真核表达载体为p3301-pepc,宿主菌为E.coli感受态细胞DH5α,该羧化酶具有SEQ ID No:2所示的氨基酸序列。本发明通过将玉米C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶导入小麦,对转基因植株的功能分析表明,转基因植株的净光合速率较未转化对照实现了大幅度提高,增幅最大的提高了1.39倍,为目前提高C3作物净光合速率幅度最大的一项研究。上述结果表明,本发明所涉及的玉米C4型高光效pepc基因可实现小麦等C3作物净光合速率的大幅度提高,将为小麦等C3农作物高光效转基因育种提供重要的技术与材料支撑。