本发明公开了一种叶黄素合成相关基因及应用。其中基因TeCHX的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示,其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明从万寿菊中克隆获得了TeCHX基因。实时定量分析结果表明,TeCHX在叶黄素含量显著增加的万寿菊成熟花中的表达量较在未成熟花中明显升高。当在烟草中表达TeCHX时,可使其叶黄素含量增加。所述SEQ ID NO.1基因在叶黄素生物合成中发挥作用,本发明从色素万寿菊中所克隆胡萝卜素羟化酶基因TeCHX能够用于提高植物叶黄素含量。