本发明提供了一种紫杉二烯合酶TcTS2,编码核苷酸序列及其应用,涉及植物基因工程技术领域。TcTS2的氨基酸序列包含或由如下序列组成:a)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列;或,b)与SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列具有至少80%序列相似性的功能性同源序列;或c)在SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列中添加、缺失、替换一个或多个氨基酸且具有TcTS2活性的氨基酸序列。TcTS2和编码TcTS2的核苷酸序列,为提高紫杉醇的产量提供了新的基因资源,可用于植物基因工程和代谢工程策略改造底盘宿主,生产紫杉醇及其中间体等,具有显著经济和社会价值。