本发明公开了白木香来源的Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4及其编码基因和应用。本发明从白木香中分离得到Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4，其氨基酸序列为SEQ ID NO.6所示，其编码基因的核苷酸序列为SEQ ID NO.5所示。经过原核表达后所得到的重组Ⅲ型聚酮合酶AsPKS4具有多种催化活性，能应用于催化合成苄基丙酮类、吡喃酮类或喹诺酮类化合物以及这些化合物中间体的天然产物的生产等方面，也可应用于指导含有相关物质的药用植物的分子育种。